DE60024660T2 - HUMAN RNASE H AND CORRESPONDING OLIGONUCLEOTIDE COMPOUNDS - Google Patents

HUMAN RNASE H AND CORRESPONDING OLIGONUCLEOTIDE COMPOUNDS Download PDF

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Abstract

The present invention provides oligonucleotides that can serve as substrates for human Type 2 RNase H. The present invention is also directed to methods of using these oligonucleotides in enhancing antisense oligonucleotide therapies.

Description

GEBIET DER ERFINDUNGAREA OF INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft eine menschliche Typ-2-RNase-H, die jetzt kloniert, exprimiert und bis zur elektrophoretischen Homogenität gereinigt worden ist. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner Oligonukleotidzusammensetzungen, die als Substrate für menschliche RNase-H1 oder menschliche Typ-2-RNase-H dienen können.The The present invention relates to a human type 2 RNase H, now cloned, expressed and purified to electrophoretic homogeneity has been. The present invention further relates to oligonucleotide compositions, which as substrates for human RNase H1 or human type 2 RNase H can serve.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND THE INVENTION

RNase-H hydrolysiert RNA in RNA-DNA-Hybriden. Dieses Enzym wurde zuerst im Kalbsthymus identifiziert, ist jedoch danach in einer Vielfalt an Organismen beschrieben worden (Stein, H. und Hausen, P., Science, 1969, 166, 393 bis 395; Hausen, P. und Stein, H., Eur. J. Biochem., 1970, 14, 278 bis 283). RNase-H-Aktivität scheint in Eukaryoten und Bakterien allgegenwärtig zu sein (Itaya, M. und Kondo, K., Nucleic Acids Res., 1991, 19, 4.443 bis 4.449; Itaya et al., Mol. Gen. Genet., 1991, 227, 438 bis 445; Kanaya, S. und Itaya, M., J. Biol. Chem., 1992, 267, 10.184 bis 10.192; Busen, W., J. Biol. Chem., 1980, 255, 9.434 bis 9.443; Rong, Y. W. und Carl, P. L., 1990, Biochemistry 29, 383 bis 389; Eder et al., Biochimie, 1993 75, 123 bis 126). Obwohl RNasen-H eine Familie von Proteinen mit unterschiedlichem Molekulargewicht bilden, scheinen die nukleolytische Aktivität und die Substratanforderungen der verschiedenen Isotypen ähnlich zu sein. Beispielsweise wirken alle RNasen-H, die bisher untersucht wurden, als Endonukleasen, wobei sie begrenzte Sequenzspezifität aufweisen und zweiwertige Kationen benötigen (z.B. Mg2+, Mn2+), um Spaltprodukte mit 5'-Phosphat- und 3'- Hydroxyltermini zu erzeugen (Crouch, R. J. und Dirksen, M. L., Nuclease, Linn, S. M. und Roberts, R. J., Hrsg., Cold Spring Harbor Laboratory Press, Plainview, NY 1982, 211 bis 241).RNase-H hydrolyzes RNA into RNA-DNA hybrids. This enzyme was first identified in calf thymus, but has subsequently been described in a variety of organisms (Stein, H. and Hausen, P., Science, 1969, 166, 393-395; Hausen, P. and Stein, H., Eur J. Biochem., 1970, 14, 278-283). RNase H activity appears to be ubiquitous in eukaryotes and bacteria (Itaya, M. and Kondo, K., Nucleic Acids Res., 1991, 19, 4443-4499; Itaya et al., Mol. Gen. Genet., 1991 , 227, 438-445; Kanaya, S. and Itaya, M., J. Biol. Chem., 1992, 267, 10184-101992; Busen, W., J. Biol. Chem., 1980, 255, 9,434 bis 9,443, Rong, YW and Carl, PL, 1990, Biochemistry 29, 383-389; Eder et al., Biochimie, 1993 75, 123-126). Although RNase H forms a family of proteins of different molecular weight, the nucleolytic activity and substrate requirements of the different isotypes appear to be similar. For example, all RNase Hs that have been studied so far act as endonucleases, having limited sequence specificity and requiring divalent cations (eg, Mg 2+ , Mn 2+ ) to generate cleavage products with 5'-phosphate and 3'-hydroxyl termini (Crouch, RJ and Dirksen, ML, Nuclease, Linn, SM and Roberts, RJ, eds., Cold Spring Harbor Laboratory Press, Plainview, NY 1982, 211-241).

Außer ihrer natürlichen Rolle bei der DNA-Replikation wurde auch gezeigt, dass RNase-H in der Lage ist, die RNA-Komponente bestimmter Oligonukleotid-RNA-Duplices zu spalten. Während viele Mechanismen für die durch Oligonukleotid vermittelte Destabilisierung von Ziel-RNA vorgeschlagen wurden, ist der primäre Mechanismus, von dem angenommen wird, dass durch ihn Antisense-Oligonukleotide eine Verringerung von Ziel-RNA-Gehalten verursachen, diese RNase-H-Wirkung (Monia et al., J. Biol. Chem., 1993, 266:13, 14.514 bis 14.522). In-vitro-Assays haben gezeigt, dass Oligonukleotide, die keine Substrate für RNase-H sind, die Proteintranslation hemmen können (Blake et al., Biochemistry, 1985, 24, 6.139 bis 6.145) und dass Oligonukleotide die Proteintranslation in Kaninchen-Reticulozytextrakten, die geringe RNase-H-Aktivität aufweisen, hemmen. Eine wirksamere Hemmung wurde jedoch in Systemen festgestellt, die RNase-H-Aktivität unterstützten (Walder, R. Y. und Walder, J. A., Proc. Nat'l Acad. Sci. USA, 1988, 85, 5.011 bis 5.015; Gagnor et al., Nucleic Acid Res., 1987, 15, 10.419 bis 10.436; Cazenave et al., Nucleic Acid Res., 1989, 17, 4.255 bis 4.273; und Dash et al., Proc. Nat'l Acad. Sci. USA, 1987, 84, 7.896 bis 7. 900.Except her natural Role in DNA replication has also been shown to be RNase-H in capable of the RNA component cleave certain oligonucleotide RNA duplexes. While many Mechanisms for the oligonucleotide-mediated destabilization of target RNA have been suggested is the primary mechanism by which adopted it will reduce antisense oligonucleotides of target RNA levels cause this RNase H effect (Monia et al., J. Biol. Chem., 1993, 266: 13, 14,514-14,522). In vitro assays have shown that oligonucleotides that are not substrates for RNase-H are able to inhibit protein translation (Blake et al., Biochemistry, 1985, 24, 6,139 to 6,145) and that oligonucleotides are protein translation in rabbit reticulocyte extracts, the low RNase H activity have, inhibit. However, a more effective inhibition has been found in systems supported RNase H activity (Walder, R. Y. and Walder, J.A., Proc. Nat'l Acad. Sci. USA, 1988, 85, 5.011 to 5.015; Gagnor et al., Nucleic Acid Res., 1987, 15, 10,419 to 10,436; Cazenave et al., Nucleic Acid Res., 1989, 17, 4.255 to 4.273; and Dash et al., Proc. Nat'l Acad. Sci. USA, 1987, 84, 7,896 to 7,900.

Oligonukleotide, die gewöhnlich als „Antisense-Oligonukleotide" bezeichnet werden, umfassen Nukleotidsequenzen, die hinsichtlich der Identität und Anzahl ausreichend sind, eine spezifische Hybridisierung mit einer bestimmten Nukleinsäure zu bewirken. Diese Nukleinsäure oder das (die) Protein(e), das (die) sie codiert, wird im Allgemeinen als das „Ziel" bezeichnet.oligonucleotides usually referred to as "antisense oligonucleotides", include nucleotide sequences that differ in identity and number are sufficient, a specific hybridization with a specific nucleic acid to effect. This nucleic acid or the protein (s) it encodes becomes generally referred to as the "target".

Oligonukleotide werden im Allgemeinen so gestaltet, dass sie entweder direkt an die mRNA, die aus einem vorgewählten Genziel transkribiert ist, oder an einen gewählten DNA-Teil desselben binden, wodurch die Menge an Protein, das von der mRNA translatiert wird, bzw. die Menge an mRNA, die aus dem Gen transkribiert wird, abgewandelt wird. Antisense-Oligonukleotide können als Forschungswerkzeuge, diagnostische Hilfsmittel und therapeutische Agenzien benutzt werden.oligonucleotides are generally designed so that they either directly the mRNA coming from a preselected Genziel is transcribed, or bind to a selected DNA part of the same, whereby the amount of protein that is translated from the mRNA, or the amount of mRNA transcribed from the gene modified becomes. Antisense oligonucleotides can as research tools, diagnostic tools and therapeutic Agents are used.

Das „Zielen" eines Oligonukleotids auf die assoziierte Nukleinsäure bezieht sich im Zusammenhang mit dieser Erfindung auch auf ein Mehrschrittverfahren, das gewöhnlich mit der Identifizierung der Nukleinsäuresequenz beginnt, deren Funktion abgewandelt werden soll. Dies kann beispielsweise ein zelluläres Gen (oder mRNA, die aus dem Gen transkribiert ist), dessen Expression mit einem bestimmten Störungs- oder Krankheitszustand verbunden ist, oder eine fremde Nukleinsäure von einem infektiösen Agens sein. Das Verfahren des Zielens umfasst auch die Bestimmung eines Ortes bzw. von Orten innerhalb dieses Gens, damit die Oligonukleotid-Wechselwirkung derart erfolgt, dass sich die gewünschte Wirkung, entweder Nachweis oder Abwandlung der Expression des Proteins, ergeben wird.The "targeting" of an oligonucleotide on the associated nucleic acid also refers to a multi-step process in the context of this invention, that usually begins with the identification of the nucleic acid sequence whose function to be modified. This may be, for example, a cellular gene (or mRNA transcribed from the gene), its expression with a specific fault or disease state, or a foreign nucleic acid from an infectious Be agent. The method of aiming also includes the determination of a location or locations within that gene, hence the oligonucleotide interaction such that the desired effect, either proof or modification of the expression of the protein.

RNase-H1 von E. coli ist das am besten gekennzeichnete Mitglied der RNase-H-Familie. Die 3-dimensionale Struktur von E.-coli-RNase-HI ist mittels Röntgenkristallographie bestimmt worden, und die Schlüsselaminosäuren, die beim Binden und der Katalyse beteiligt sind, sind durch ortsgerichtete Mutagenese identifiziert worden (Nakamura et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1991, 88, 11.535 bis 11.539; Katayanagi et al., Nature, 1990, 347, 306 bis 309; Yang et al., Science, 1990, 249, 1.398 bis 1.405; Kanaya et al., J. Biol. Chem., 1991, 266, 11.621 bis 11.627). Das Enzym weist zwei deutliche strukturelle Domänen auf. Die Hauptdomäne besteht aus vier α-Helices und einem großen β-Blatt, das von drei antiparallelen β-Strängen gebildet ist. Der Mg2+-Bindungsort befindet sich auf dem β-Blatt und besteht aus drei Aminosäuren, Asp-10, Glu-48 und Gly-11 (Katayanagi et al., Proteins: Struct., Funct., Genet., 1993, 17, 337 bis 346). Dieses Strukturmotiv des Mg2+-Bindungsortes, umgeben von β-Strängen, ist ähnlich demjenigen in DNase I (Suck, D. und Oefner, C., Nature, 1986, 321, 620 bis 625). Es wird angenommen, dass die Nebendomäne die vorherrschende Bindungsregion des Enzyms bildet und aus einer α-Helix besteht, die mit einer Schleife endet. Die Schleifenregion ist durch ein Cluster von positiv geladenen Aminosäuren gebildet, von denen angenommen wird, dass sie elektrostatisch an die kleine Furche des DNA/RNA-Heteroduplexsubstrats binden. Obwohl die Konformation des RNA/DNA-Substrats variieren kann, in Abhängigkeit von der Sequenzzusammensetzung von der A-Form zur B-Form, nehmen RNA/DNA-Heteroduplices im Allgemeinen eine A-förmige Geometrie an (Pardi et al., Biochemistry, 1981, 20, 3.986 bis 3.996; Hall, K. B. und Mclaughlin, L. W., Biochemistry, 1991, 30, 10.606 bis 10.613; Lane et al., Eur. J. Biochem., 1993, 215, 297 bis 306). Die gesamte Bindungswechselwirkung scheint eine einzelne helikale Windung des Substratduplexes zu umfassen. Vor kurzem sind die Bindungskennzeichen, die Substratanforderungen, die Spaltprodukte und Auswirkungen verschiedener chemischer Modifikationen der Substrate auf die kinetischen Kennzeichen von E.-coli-RNase-HI eingehender untersucht worden (Crooke, S. T. et al., Biochem. J., 1995, 312, 599 bis 608; Lima, W. F. und Crooke, S. T., Biochemistry, 1997, 36, 390 bis 398; Lima, W. F. et al., J. Biol. Chem., 1997, 272, 18.191 bis 18.199; Tidd, D. M. und Worenius, H. M., Br. J. Cancer, 1989, 60, 343; Tidd, D. M. et al., Anti-Cancer Drug Des., 1988, 3, 117.RNase-H1 from E. coli is the best characterized member of the RNase H family. The 3-dimensional structure of E. coli RNase HI has been determined by X-ray crystallography, and the conclusions laminosic acids involved in binding and catalysis have been identified by site-directed mutagenesis (Nakamura et al., Proc. Natl. Acad Sci., USA, 1991, 88, 11,535 to 11,539; Katayanagi et al., Nature, 1990, 347, 306-309; Yang et al., Science, 1990, 249, 1398-1405; Kanaya et al., J. Biol. Chem., 1991, 266, 11,621-11,627). The enzyme has two distinct structural domains. The major domain consists of four α-helices and a large β-sheet formed by three antiparallel β-strands. The Mg 2+ binding site is on the β-sheet and consists of three amino acids, Asp-10, Glu-48 and Gly-11 (Katayanagi et al., Proteins: Struct., Funct., Genet., 1993, 17 , 337 to 346). This structural motif of the Mg 2+ binding site surrounded by β strands is similar to that in DNase I (Suck, D. and Oefner, C., Nature, 1986, 321, 620-625). It is believed that the secondary domain is the predominant binding region of the enzyme and consists of an α-helix ending in a loop. The loop region is formed by a cluster of positively charged amino acids, which are believed to electrostatically bind to the minor groove of the DNA / RNA heteroduplex substrate. Although the conformation of the RNA / DNA substrate may vary, depending on the sequence composition from the A-form to the B-form, RNA / DNA heteroduplexes generally assume an A-shaped geometry (Pardi et al., Biochemistry, 1981 , 20, 3,986 to 3,996; Hall, KB and McLaughlin, LW, Biochemistry, 1991, 30, 10606 to 10,613; Lane et al., Eur. J. Biochem., 1993, 215, 297 to 306). The entire binding interaction appears to involve a single helical turn of the substrate duplex. More recently, the binding characteristics, substrate requirements, cleavage products and effects of various chemical modifications of the substrates on the kinetic characteristics of E. coli RNase HI have been further investigated (Crooke, ST et al., Biochem. J., 1995, 312 Lima, WF and Crooke, ST, Biochemistry, 1997, 36, 390-398; Lima, WF et al., J. Biol. Chem., 1997, 272, 18.191-18.199; Tidd, DM and Worenius , HM, Br. J. Cancer, 1989, 60, 343; Tidd, DM et al., Anti-Cancer Drug Des., 1988, 3, 117.

Außer der RNase-HI ist eine zweite E.-coli-RNase-H, RNase-HII, kloniert und gekennzeichnet worden (Itaya, M., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1990, 87, 8.587 bis 8.591). Sie umfasst 213 Aminosäuren, während RNase-HI 155 Aminosäuren lang ist. E-coli-RNase-HIM weist nur 17 % Homologie zu E.-coli-RNase-HI auf. Eine RNase-H, die aus S. typhimurium kloniert wurde, unterschied sich von E.-coli-RNase-HI nur in 11 Positionen und wies eine Länge von 155 Aminosäuren auf (Itaya, M. und Kondo K., Nucleic Acids Res., 1991, 19, 4.443 bis 4.449; Itaya et al., Mol. Gen. Genet., 1991, 227, 438 bis 445). Ein Enzym, das von S. cerevisae kloniert wurde, war zu 30 % homolog zu E.-coli-RNase-HI (Itaya, M. und Kondo K., Nucleic Acids Res., 1991, 19, 4.443 bis 4.449; Itaya et al., Mol. Gen. Genet., 1991, 227, 438 bis 445). Somit hat bis heute kein Enzym, das von einer anderen Spezies als E. coli kloniert wurde, wesentliche Homologie zu E.-coli-RNase-HII aufgewiesen.Except the RNase-HI has been a second E. coli RNase H, RNase HII, cloned and labeled (Itaya, M., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1990, 87, 8,587 to 8,591). she includes 213 amino acids, while RNase-HI 155 amino acids is long. E coli RNase HIM has only 17% homology to E. coli RNase HI. A RNase-H cloned from S. typhimurium differed of E. coli RNase HI only in 11 positions and showed a length of 155 amino acids (Itaya, M. and Kondo K., Nucleic Acids Res., 1991, 19, 4.443 to 4,449; Itaya et al., Mol. Gen. Genet., 1991, 227, 438-445). An enzyme cloned from S. cerevisae was 30% homologous to E. coli RNase HI (Itaya, M. and Kondo K., Nucleic Acids Res. 1991, 19, 4,443 to 4,449; Itaya et al., Mol. Gen. Genet., 1991, 227, 438-445). Thus, to date, no enzyme that has a clones of species other than E. coli, essential homology to E. coli RNase HII.

Proteine, die RNase-H-Aktivität aufweisen, sind ebenfalls aus einer Anzahl von Viren, anderen Bakterien und Hefe kloniert und gereinigt worden (Wintersberger, U. Pharmac. Ther., 1990, 48, 259 bis 280). In vielen Fällen scheinen Proteine mit RNase-H-Aktivität Fusionsproteine zu sein, in denen RNase-H und das Amino- oder Carboxyl-Ende des anderen Enzyms, oftmals eine DNA- oder RNA-Polymerase, vereinigt sind. Es ist durchweg festgestellt worden, dass die RNase-H-Domäne in hohem Maße homolog zu E.-coli-RNase-HI ist; da aber die anderen Domänen wesentlich variieren, variieren die Molekulargewichte und anderen Kennzeichen der Fusionsproteine stark.proteins, the RNase H activity are also from a number of viruses, other bacteria and yeast have been cloned and purified (Wintersberger, U. Pharmac. Ther., 1990, 48, 259-280). In many cases, proteins appear to be involved RNase H activity To be fusion proteins in which RNase-H and the amino or carboxyl end of the other enzyme, often a DNA or RNA polymerase are. It has been consistently found that the RNase H domain is high in Dimensions homologous to E. coli RNase HI; but as the other domains vary significantly, they vary the molecular weights and other characteristics of the fusion proteins strong.

In höheren Eukaryoten sind auf der Grundlage von Unterschieden im Molekulargewicht, den Wirkungen zweiwertiger Kationen, der Empfindlichkeit gegenüber Sulfhydrylagenzien und der immunologischen Kreuzreaktivität zwei Klassen von RNasen-H definiert worden (Busen et al., Eur. J. Biochem., 1977, 74, 203 bis 208). Von RNase-H-Typ-1-Enzymen wurde berichtet, dass sie Molekulargewichte im Bereich von 68 bis 90 kDa aufweisen, entweder durch Mn2+ oder durch Mg2+ aktiviert werden und gegenüber Sulfhydrylagenzien unempfindlich sind. Im Gegensatz dazu ist von RNase-H-Typ-2-Enzymen berichtet worden, dass sie Molekulargewichte im Bereich von 31 bis 45 kDa aufweisen, Mg2+ benötigen, in hohem Maße empfindlich gegenüber Sulfhydrylagenzien sind und von Mn2+ gehemmt werden (Busen, W., und Hausen, P., Eur. J. Biochem., 1975, 52, 179 bis 190; Kane, C. M., Biochemistry, 1988, 27, 3. 187 bis 3. 196; Busen, W., J. Biol. Chem., 1982, 257, 7.106 bis 7.108).In higher eukaryotes, two classes of RNase H have been defined based on differences in molecular weight, the effects of divalent cations, sensitivity to sulfhydryl agents, and immunological cross-reactivity (Busen et al., Eur. J. Biochem., 1977, 74, 203 to 208). RNase H type 1 enzymes have been reported to have molecular weights in the range of 68 to 90 kDa, be activated by either Mn 2+ or Mg 2+ , and are insensitive to sulfhydrylagents. In contrast, RNase H type 2 enzymes have been reported to have molecular weights in the range of 31 to 45 kDa, require Mg 2+ , are highly sensitive to sulfhydryl agents, and are inhibited by Mn 2+ (Bushen , W., and Hausen, P., Eur. J. Biochem., 1975, 52, 179-190; Kane, CM, Biochemistry, 1988, 27, 3, 187-3, 196; Busen, W., J. Biol. Chem., 1982, 257, 7106 to 7108).

Ein Enzym mit Typ-2-RNase-H-Kennzeichen ist aus menschlicher Plazenta bis fast zur Homogenität gereinigt worden (Frank et al., Nucleic Acids Res., 1994, 22, 5.247 bis 5.254). Dieses Protein weist ein Molekulargewicht von etwa 33 kDa auf und ist in einem pH-Wert-Bereich von 6,5 bis 10 aktiv, bei einem pH-Wert-Optimum von 8,5 bis 9. Das Enzym benötigt Mg2+ und wird von Mn2+ und n-Ethylmaleimid gehemmt. Die Produkte von Spaltungsreaktionen weisen 3'-Hydroxyl- und 5'-Phosphat-Termini auf.An enzyme with type 2 RNase H label has been purified from human placenta to near homogeneity (Frank et al., Nucleic Acids Res., 1994, 22, pp. 2547-5254). This protein has a molecular weight of about 33 kDa and is active in a pH range of 6.5 to 10, with a pH optimum of 8.5 to 9. The enzyme requires Mg 2+ and is consumed by Mn 2+ and n-ethylmaleimide inhibited. The products of cleavage reactions have 3'-hydroxyl and 5'-phosphate termini.

Trotz der wesentlichen Informationen über Angehörige der RNase-Familie und des Klonierens einer Anzahl viraler, prokaryotischer und Hefegene mit RNase-H-Aktivität war bisher keine Säugetier-RNase-H kloniert worden. Dies hat Bemühungen behindert, die Struktur des Enzyms bzw. der Enzyme, ihre Verbreitung und die Funktionen, zu denen sie dienen können, zu verstehen.Despite the essential information about members of the RNase family and the cloning of a Number of viral, prokaryotic and yeast genes with RNase H activity had not been cloned mammalian RNase H hitherto. This has hampered efforts to understand the structure of the enzyme (s), their distribution and the functions they can serve.

In der vorliegenden Erfindung sind eine cDNA von menschlicher RNase-H mit Typ-2-Kennzeichen und das Protein, dass von dieser exprimiert wird, bereitgestellt.In The present invention is a human RNase H cDNA with type 2 labels and the protein that expresses them will be provided.

KURZFASSUNG DER ERFINDUNGSHORT VERSION THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung stellt Oligonukleotide bereit, die als Substrate für menschliche RNase-H1 dienen können. Diese Oligonukleotide sind Oligonukleotide mit gemischter Sequenz, die wenigstens zwei Teile umfassen, wobei ein erster Teil in der Lage ist, die Spaltung einer komplementären Ziel-RNA durch menschliche RNase-H1 zu unterstützen, und ein weiterer Teil nicht in der Lage ist, solch eine Spaltung durch menschliche RNase-H1 zu unterstützen.The The present invention provides oligonucleotides useful as substrates for human RNase-H1 can serve. These oligonucleotides are mixed sequence oligonucleotides, comprising at least two parts, wherein a first part in the Location is the cleavage of a complementary target RNA by human To support RNase-H1, and another part is not capable of such a split by supporting human RNase H1.

Die vorliegende Erfindung stellt ein Oligonukleotid mit gemischter Sequenz bereit, das wenigstens 12 Nukleotide umfasst und ein 3'-Ende und ein 5'-Ende aufweist, wobei das Oligonukleotid in einen ersten Teil und einen weiteren Teil unterteilt ist,
wobei der erste Teil in der Lage ist, die Spaltung einer komplementären Ziel-RNA durch menschliches RNase-H1-Polypeptid zu unterstützen,
der weitere Teil nicht in der Lage ist, die Spaltung durch RNase-H zu unterstützen;
wobei der erste Teil wenigstens 6 Nukleotide umfasst und in dem Oligonukleotid so angeordnet ist, dass wenigstens eines der 6 Nukleotide 8 bis 12 Nukleotide von dem 3'-Ende des Oligonukleotids liegt.
The present invention provides a mixed sequence oligonucleotide comprising at least 12 nucleotides and having a 3 'end and a 5' end, wherein the oligonucleotide is divided into a first part and a further part,
the first part being capable of supporting the cleavage of a complementary target RNA by human RNase H1 polypeptide,
the further part is unable to support the cleavage by RNase-H;
wherein the first part comprises at least 6 nucleotides and is arranged in the oligonucleotide such that at least one of the 6 nucleotides is 8 to 12 nucleotides from the 3 'end of the oligonucleotide.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Oligonukleotid wenigstens eine CA-Nukleotidsequenz. In einer anderen Ausführungsform umfasst der erste Teil des Oligonukleotids mit gemischter Sequenz der vorliegenden Erfindung Nukleotide, die eine B-Form-Konformationsgeometrie aufweisen. In einer weiteren Ausführungsform sind alle Nukleotide des ersten Teils des Oligonukleotids 2'-Desoxyribonukleotide. In einer noch weiteren Ausführungsform ist jedes der Nukleotide des ersten Teils des Oligonukleotids ein 2'-F-Arabinonukleotid oder ein 2'-OH-Arabinonukleotid. In einer noch anderen Ausführungsform sind die Nukleotide des ersten Teils durch Phosphat-, Phosphorothioat-, Phosphorodithioat- oder Boranophosphatbindungen zusammen in einer kontinuierlichen Sequenz vereint. In einer noch weiteren Ausführungsform sind alle Nukleotide des weiteren Teils des Oligonukleotids durch 3'-5'-Phosphodiester-, 2'-5'-Phosphodiester-, Phosphorothioat-, Sp-Phosphorothioat-, Rp-Phosphorothioat-, Phosphorodithioat-, 3'-Desoxy-3'-aminophosphoroamidat-, 3'-Methylenphosphonat-, Methylen(methylimino)-, Dimethylhydrazino-, Amid-3-, Amid-4- oder Boranophosphat-Bindungen zusammen in einer kontinuierlichen Sequenz vereint.In a preferred embodiment For example, the oligonucleotide comprises at least one CA nucleotide sequence. In another embodiment For example, the first part of the mixed sequence oligonucleotide comprises present invention Nucleotides that have a B-shape conformation geometry exhibit. In another embodiment, all nucleotides are of the first part of the oligonucleotide 2'-deoxyribonucleotides. In one more another embodiment is any of the nucleotides of the first part of the oligonucleotide 2'-F arabinonucleotide or a 2'-OH-arabinonucleotide. In yet another embodiment are the nucleotides of the first part by phosphate, phosphorothioate, Phosphorodithioat- or Boranophosphatbindungen together in one continuous sequence united. In a still further embodiment are all nucleotides of the other part of the oligonucleotide by 3'-5 'phosphodiester, 2'-5 'phosphodiester, Phosphorothioate, Sp phosphorothioate, Rp phosphorothioate, phosphorodithioate, 3'-deoxy-3'-aminophosphoroamidat-, 3'-Methylenphosphonat-, Methylene (methylimino), dimethylhydrazino, amide-3, amide-4 or Boranophosphate bonds united together in a continuous sequence.

Eine noch andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Verfahren zum Identifizieren von Agenzien bereitzustellen, welche die Aktivität und/oder Gehalte menschlicher RNase-H1 abändern. Gemäß diesem Gesichtspunkt sind die Polynukleotide und Polypeptide der vorliegenden Erfindung für biologische, klinische und Forschungszwecke nützlich. Beispielsweise sind die Polynukleotide und Polypeptide zum Bestimmen der Wechselwirkung von menschlicher RNase-H1 und Antisense-Oligonukleotiden und zum Identifizieren von Mitteln zum Erhöhen dieser Wechselwirkung nützlich, sodass Antisense-Oligonukleotide beim Hemmen ihrer Ziel-mRNA wirksamer sind.A Yet another object of the present invention is methods to provide agents which determine the activity and / or Change levels of human RNase H1. According to this point of view are the polynucleotides and polypeptides of the present invention for biological, useful for clinical and research purposes. For example, the polynucleotides and polypeptides are for identification the interaction of human RNase H1 and antisense oligonucleotides and useful for identifying means for increasing this interaction, so that antisense oligonucleotides are more effective in inhibiting their target mRNA are.

Eine noch andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Voraussagen der Wirksamkeit einer Antisense-Therapie einer gewählten Krankheit bereitzustellen, welches das Messen des Gehaltes oder der Aktivität von menschlicher RNase-H in einer Zielzelle der Antisense-Therapie umfasst. In ähnlicher Weise können Oligonukleotide durchmustert werden, um diejenigen Oligonukleotide zu identifizieren, die wirksame Antisense-Agenzien sind, indem das Binden des Oligonukleotids an die menschliche RNase-H1 gemessen wird.A Still another object of the present invention is a method to predict the efficacy of an antisense therapy of a selected disease to provide measuring the content or activity of human RNase-H in a target cell of antisense therapy. In similar Way you can Oligonucleotides are screened for those oligonucleotides which are effective antisense agents by binding of the Oligonucleotide is measured to the human RNase H1.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 zeigt die Auswirkungen von Bedingungen auf die Aktivität menschlicher RNase-H1. 1 shows the effects of conditions on the activity of human RNase H1.

2 zeigt eine denaturierende Polyacrylamidgel-Analyse der Spaltung eines 17-meren RNA-DNA-Gapmer-Duxplexes durch menschliche RNase-H1. 2 Figure 4 shows a denaturing polyacrylamide gel analysis of cleavage of a 17-mer RNA-DNA gapmer duplex by human RNase-H1.

3 zeigt die Analyse der Spaltung einer 25meren Ras-RNA, die mit Phosphodiester-Oligodesoxynukleotiden unterschiedlicher Längen hybridisiert ist, durch menschliche RNase-H1. 3 shows the analysis of the cleavage of a 25mer Ras RNA with phosphodiester oligodeoxy nucleotides of different lengths hybridized by human RNase-H1.

4 zeigt die Analyse der Spaltung von RNA-DNA-Duplices mit verschiedenen Sequenzen, Längen und 3'- oder 5'-Überhängen durch menschliche RNase-H1. Die Sequenz, die durch G dargestellt ist, entspricht der SEQ ID NO: 33. 4 Figure 4 shows the analysis of the cleavage of RNA DNA duplexes with different sequences, lengths and 3 'or 5' overhangs by human RNase H1. The sequence represented by G corresponds to SEQ ID NO: 33.

5 zeigt die Produkt- und Prozessivitätsanalyse der Spaltung von 17-meren Ras-RNA-DNA-Duplices durch menschliche RNase-H1. 5 shows the product and processivity analysis of cleavage of 17-mer Ras RNA DNA duplexes by human RNase-H1.

6 stellt die primäre Sequenz der menschlichen Typ-2-RNase-H (286 Aminosäuren; SEQ ID NO: 1) und Sequenzvergleiche mit Huhn- (293 Aminosäuren; SEQ ID NO: 2), Hefe- (348 Aminosäuren; SEQ ID NO: 3) und E.-coli-RNase-H1 (155 Aminosäuren; SEQ ID NO: 4) sowie einem EST-abgeleiteten Maus-RNase-H-Homologen (Genbank-Zugangs-Nr. AA389926 and AA518920; SEQ ID NO: 5) bereit. Fettschrift zeigt Aminosäurereste an, die mit denjenigen beim Menschen identisch sind. „@" zeigt die konservierten Aminosäurereste an, die in den E.-coli-RNase-H1-Mg2+-Bindungsort und das katalytische Zentrum (Asp-10, Gly-11, Glu-48 und Asp-70) einbezogen sind. „*" zeigt die konservierten Reste an, die in E.-coli-RNasen-H1 zur Substratbindung einbezogen sind. 6 represents the primary sequence of the human Type 2 RNase H (286 amino acids; SEQ ID NO: 1) and chicken (293 amino acids, SEQ ID NO: 2), yeast (348 amino acids; SEQ ID NO: 3) sequence comparisons ) and E. coli RNase H1 (155 amino acids; SEQ ID NO: 4) and an EST-derived mouse RNase H homolog (Genbank Accession No. AA389926 and AA518920; SEQ ID NO: 5) , Bold indicates amino acid residues identical to those in humans. "@" Indicates the conserved amino acid residues included in the E. coli RNase H1 Mg 2+ binding site and the catalytic center (Asp-10, Gly-11, Glu-48, and Asp-70). "*" Indicates the conserved residues included in E. coli RNase H1 for substrate binding.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION PREFERRED EMBODIMENTS

Eine menschliche Typ-2-RNase-H ist nun kloniert und exprimiert worden. Das Enzym, das durch diese cDNA codiert wird, ist gegenüber einsträngiger RNA, einsträngiger DNA und doppelsträngiger DNA inaktiv. Dieses Enzym spaltet jedoch die RNA in einem RNA/DNA-Duplex und die RNA in einem Duplex, der RNA und ein chimäres Oligonukleotid mit 2'-Methoxyflanken und einer 5-Desoxynukleotid-Zentrallücke umfasst. Die Geschwindigkeit der Spaltung der RNA, die mit diesem sogenannten „Desoxy-Gapmer" einen Duplex bildet, war bedeutend geringer als diejenige, die bei dem vollständigen RNA/DNA-Duplex festgestellt wurde. Diese Eigenschaften stimmen mit denjenigen überein, die für E.-coli-RNase-H1 beschrieben sind (Crooke et al., Biochem. J., 1995, 312, 599 bis 608; Lima, W. F. und Crooke, S. T., Biochemistry, 1997, 36, 390 bis 398). Sie stimmen auch mit den Eigenschaften eines menschlichen Typ-2-RNase-H-Proteins überein, das aus Plazenta gereinigt wurde, da das Molekulargewicht (32 kDa) demjenigen ähnlich ist, das von Frank et al., Nucleic Acids Res., 1994, 22, 5.247 bis 5.254) angegeben ist, und das Enzym von Mn2+ gehemmt wird. Somit sind gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung isolierte Polynukleotide bereitgestellt, die menschliche Typ-2-RNase-H-Polypeptide codieren, welche die abgeleitete Aminosäuresequenz von 6 aufweisen. „Polynukleotide" soll jede beliebige Form von RNA oder DNA, wie z.B. mRNA oder cDNA bzw. genomische DNA, die durch Klonieren erhalten oder durch gut bekannte chemische Techniken synthetisch hergestellt wird, umfassen. DNA kann doppel- oder einsträngig sein. Einsträngige DNA kann den codierenden oder Sense-Strang oder den nichtcodierenden oder Antisense-Strang umfassen.A human type 2 RNase H has now been cloned and expressed. The enzyme encoded by this cDNA is inactive to single stranded RNA, single stranded DNA and double stranded DNA. However, this enzyme cleaves the RNA in an RNA / DNA duplex and the RNA in a duplex comprising RNA and a chimeric oligonucleotide with 2'-methoxy flanks and a 5-deoxynucleotide central gap. The rate of cleavage of the RNA which forms a duplex with this so-called "deoxy-gapmer" was significantly less than that found in the complete RNA / DNA duplex.These properties are consistent with those found for E.I. coli RNase H1 (Crooke et al., Biochem J., 1995, 312, 599-608; Lima, WF and Crooke, ST, Biochemistry, 1997, 36, 390-398) Characteristics of a human type 2 RNase H protein purified from placenta since the molecular weight (32 kDa) is similar to that described by Frank et al., Nucleic Acids Res., 1994, 22, pp. 2547-5254 Thus, in accordance with one aspect of the present invention, there are provided isolated polynucleotides encoding human type 2 RNase H polypeptides having the deduced amino acid sequence of Mn 2+ 6 exhibit. "Polynucleotides" is intended to include any form of RNA or DNA, such as mRNA or cDNA, or genomic DNA obtained by cloning or synthetically produced by well-known chemical techniques. "DNA may be double-stranded or single-stranded coding or sense strand or the non-coding or antisense strand.

Verfahren zum Isolieren eines Polynukleotids der vorliegenden Erfindung durch Kloniertechniken sind gut bekannt. Um beispielsweise die cDNA zu erhalten, die in ATCC-Depot-Nr. 98.536 enthalten ist, wurden Primer auf Grundlage einer Suche in der XREF-Datenbank benutzt. Eine cDNA von etwa 1 kb, die dem terminalen Carboxy-Teil des Proteins entspricht, wurde mittels 3'-RACE kloniert. Sieben positive Klone wurden durch Durchmustern einer Leber-cDNA-Bibliothek mit dieser 1-kb-cDNA isoliert. Die beiden längsten Klone waren 1.698 und 1.168 Basenpaare. Sie weisen die gleiche untranslatierte 5'-Region und proteincodierende Sequenz auf, unterscheiden sich jedoch in der Länge der 3'-UTR. Ein einzelner Leserahmen, der ein Protein aus 286 Aminosäuren codiert (berechnete Masse: 32.029,04 Da) wurde identifiziert (6). Das vorgeschlagene Startcodon stimmt mit der Translations-Startkonsenssequenz bei Säugetieren überein, die von Kozak, M., J. Cell Biol., 1989, 108, 229 bis 241, beschrieben ist und der ein In-Frame-Stoppcodon vorangeht. Bemühungen cDNA mit längeren 5'-UTR sowohl aus menschlicher Leber- als auch Lymphozyt-cDNA mittels 5'-RACE zu klonieren, schlugen fehl, was anzeigt, dass der Klon mit 1.698 Basenpaaren die volle Länge aufwies.Methods for isolating a polynucleotide of the present invention by cloning techniques are well known. For example, to obtain the cDNA described in ATCC Depot no. 98,536, primers were used based on a search in the XREF database. A cDNA of about 1 kb corresponding to the terminal carboxy part of the protein was cloned by 3'-RACE. Seven positive clones were isolated by screening a liver cDNA library with this 1 kb cDNA. The two longest clones were 1,698 and 1,168 base pairs. They have the same 5 'untranslated region and protein coding sequence, but differ in the length of the 3' UTR. A single reading frame encoding a protein of 286 amino acids (calculated mass: 32,029.04 Da) has been identified ( 6 ). The proposed start codon is consistent with the translation start consensus sequence in mammals described by Kozak, M., J. Cell Biol., 1989, 108, 229-241, preceded by an in-frame stop codon. Efforts to clone cDNAs with longer 5 'UTR from both human liver and lymphocyte cDNA using 5' RACE failed, indicating that the 1698 base pair clone was full length.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Polynukleotid der vorliegenden Erfindung die Nukleinsäuresequenz der cDNA, die in der ATCC-Depot-Nr. 98.536 enthalten ist. Das Depot von E. coli DH5α, enthaltend ein BLUESCRIPT®-Plasmid, das eine menschliche Typ-2-RNase-H-cDNA enthält, erfolgte bei der American Type Culture Collection, 12301 Park Lawn Drive, Rockville, Maryland, 20.852, USA, am 4. Sep. 1997, und ihm wurde die ATCC-Depot-Nr. 98.536 zugewiesen. Das deponierte Material ist eine Kultur von E. coli DH5α, enthaltend ein BLUESCRIPT®-Plasmid (Stratagene, La Jolla, CR), das die volle Länge menschlicher Typ-2-RNAse-H-cDNA enthält. Das Depot ist gemäß den vertraglichen Bestimmungen des Budapester Vertrages über die internationale Anerkennung des Depots von Mikroorganismen zum Zwecke des Patentverfahrens erfolgt. Die Kultur wird nach Erteilung dieses Patents unwiderrufbar und ohne Einschränkung der Öffentlichkeit freigegeben. Die Sequenz des Polynukleotids, die in dem deponierten Material enthalten ist, und die Aminosäuresequenz des Polypeptids, das von diesem codiert wird, sind im Falle irgendeines Konfliktes hinsichtlich der Sequenzen, die hierin bereitgestellt sind, maßgebend. Wie dem Fachmann nach dieser Offenbarung offensichtlich sein wird, können Polynukleotide der vorliegenden Erfindung aufgrund der Entartung des genetischen Codes jedoch andere Nukleinsäuresequenzen umfassen, die das Polypeptid von 6 und Derivate, Varianten oder aktive Bruchstücke davon codieren.In a preferred embodiment, the polynucleotide of the present invention comprises the nucleic acid sequence of the cDNA described in ATCC Depot. 98,536 is included. The depot of E. coli DH5a containing a BLUESCRIPT® ® plasmid containing a human Type 2 RNase H cDNA contains, took place at the American Type Culture Collection, 12301 Park Lawn Drive, Rockville, Maryland, 20852, USA, on the 4th of Sep 1997, and he was the ATCC Depot no. Assigned 98,536. The deposited material is a culture of E. coli DH5a containing a plasmid BLUESCRIPT ® (Stratagene, La Jolla, CR) containing the full length human Type 2 RNase H cDNA. The deposit has been made in accordance with the contractual provisions of the Budapest Treaty on the International Recognition of the Deposition of Microorganisms for the Purpose of Patent Procedure. The culture becomes irrevocable after the grant of this patent and without restriction of the Öf public released. The sequence of the polynucleotide contained in the deposited material and the amino acid sequence of the polypeptide encoded thereby are critical in the event of any conflict in the sequences provided herein. However, as will be apparent to those skilled in the art after this disclosure, because of the degeneracy of the genetic code, polynucleotides of the present invention may comprise other nucleic acid sequences encoding the polypeptide of 6 and encoding derivatives, variants or active fragments thereof.

Ein anderer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung betrifft die Polypeptide, die von den Polynukleotiden der vorliegenden Erfindung codiert werden. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst ein Polypeptid der vorliegenden Erfindung die abgeleitete Aminosäuresequenz von menschlicher Typ-2-RNase-H, die in 6 als SEQ ID NO: 1 bereitgestellt ist. „Polypeptid" sollen jedoch auch Bruchstücke, Derivate und Analoge der SEQ ID NO: 1 umfassen, welche Wesentlichen die gleiche biologische Aktivität und/oder Funktion wie menschliche Typ-2-RNase-H behalten. Alternativ können Polypeptide der vorliegenden Erfindung ihre Fähigkeit behalten, an einen Antisense-RNA-Duplex zu binden, obwohl sie in anderen Kapazitäten nicht als aktive RNase-H-Enzyme wirken. In einer anderen Ausführungsform können Polypeptide der vorliegenden Erfindung Nukleaseaktivität behalten, jedoch ohne Spezifität für den RNA-Teil eines RNA/DNA-Duplexes. Zu Polypeptiden der vorliegenden Erfindung gehören rekombinante Polypeptide, isolierte natürliche Polypeptide und synthetische Polypeptide und Bruchstücke davon, welche eine oder mehrere der oben beschriebenen Aktivitäten behalten.Another aspect of the present invention relates to the polypeptides encoded by the polynucleotides of the present invention. In a preferred embodiment, a polypeptide of the present invention comprises the deduced amino acid sequence of human type 2 RNase H found in 6 is provided as SEQ ID NO: 1. However, "polypeptide" is also meant to include fragments, derivatives and analogs of SEQ ID NO: 1 which retain substantially the same biological activity and / or function as human type 2 RNase H. Alternatively, polypeptides of the present invention may retain their ability to although they do not function as active RNase H enzymes in other capacities In another embodiment, polypeptides of the present invention may retain nuclease activity, but without specificity for the RNA portion of an RNA / DNA antagonist. Duplexes Polypeptides of the present invention include recombinant polypeptides, isolated natural polypeptides and synthetic polypeptides and fragments thereof which retain one or more of the activities described above.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Polypeptid rekombinant hergestellt, am stärksten bevorzugt von der Kultur E. coli mit der ATCC-Depot-Nr. 98.536. Rekombinante menschliche RNase-H, die mit Histidin-Codons vereinigt ist (His-Tag; in der vorliegenden Ausführungsform wurden sechs Histidin-Codons benutzt), exprimiert in E. coli, kann durch Chromatographie mit Ni-NTA, gefolgt von C4-Umkehrphasen-HPLC bequem bis zur elektrophoretischen Homogenität gereinigt werden. Das gereinigte rekombinante Polypeptid mit der SEQ ID NO: 1 ist in hohem Maße homolog zu E.-coli-RNase-H und weist eine fast 34%ige Aminosäurenidentität mit E.-coli-RNase-H1 auf. In 6 werden die Proteinsequenzen, die von menschlicher RNase-H-cDNA (SEQ ID NO: 1) abgeleitet sind, mit denjenigen vom Huhn (SEQ ID NO: 2), von Hefe (SEQ ID NO: 3) und von E.-coli-RNase-HI (Genbank-Zugangs-Nr. 1.786.408; SEQ ID NO: 4) sowie einem EST-abgeleiteten Maus-RNase-H-Homologen (Genbank-Zugangs-Nr. AA389.926 und AA518.920; SEQ ID NO: 5) verglichen. Die abgeleitete Aminosäuresequenz menschlicher RNase-H (SEQ ID NO: 1) weist starke Homologie zu Hefe (21,8 % Aminosäurenidentität), Huhn (59 %), E.-coli-RNase-HI (33,6 %) und dem Maus-EST-Homologen (84,3 %) auf. Sie sind alle kleine Proteine (< 40 kDa) und ihre geschätzten pI betragen alle 8,7 und mehr. Ferner sind die Aminosäurereste in E.-coli-RNase-HI, von denen angenommen wird, dass sie in den Mg2+-Bindungsort, das katalytische Zentrum und die Substratbindungsregion einbezogen sind, in der Sequenz der klonierten menschlichen RNase-H (6) vollständig konserviert.In a preferred embodiment, the polypeptide is produced recombinantly, most preferably from the E. coli culture with ATCC Depot No. 98,536. Recombinant human RNase-H fused to histidine codons (His-tag; six histidine codons were used in the present embodiment) expressed in E. coli can be purified by chromatography with Ni-NTA followed by C4 reverse-phase chromatography. HPLC can be conveniently cleaned to electrophoretic homogeneity. The purified recombinant polypeptide of SEQ ID NO: 1 is highly homologous to E. coli RNase H and has almost 34% amino acid identity with E. coli RNase H1. In 6 For example, the protein sequences derived from human RNase H cDNA (SEQ ID NO: 1) are hybridized with those from chicken (SEQ ID NO: 2), yeast (SEQ ID NO: 3), and E. coli. RNase-HI (Genbank Accession No. 1,786,408; SEQ ID NO: 4) and an EST-derived mouse RNase H homologue (Genbank Accession No. AA389,926 and AA518,920; SEQ ID NO : 5) compared. The deduced amino acid sequence of human RNase H (SEQ ID NO: 1) has strong homology to yeast (21.8% amino acid identity), chicken (59%), E. coli RNase HI (33.6%), and the mouse -EST homologues (84.3%). They are all small proteins (<40 kDa) and their estimated pI are all 8.7 and more. Further, the amino acid residues in E. coli RNase HI believed to be involved in the Mg 2+ binding site, the catalytic center, and the substrate binding region are in the sequence of the cloned human RNase H (FIG. 6 ) completely preserved.

Die menschliche Typ-2-RNase-H mit der SEQ ID NO: 1 wird ubiquitär exprimiert. Die Northern-Blot-Analyse zeigte, dass das Transkript in allen Geweben und Zelllinien mit Ausnahme der MCR-5-Line reichlich vorhanden war. Die Northern-Blot-Analyse der gesamten RNA von menschlichen Zelllinien und Poly-A, die RNA aus menschlichem Gewebe enthielt, unter Verwendung der Sonde mit der vollen Länge von 1,7 kb oder einer 332-Nukleotid-Sonde, welche die 5'-UTR und die Codierregion von menschlicher RNase-H-cDNA enthielt, ließ zwei stark positive Banden mit einer Länge von etwa 1,2 und 5,5 kb und zwei weniger intensive Banden mit einer ungefähren Länge von 1,7 und 4,0 kb in den meisten Zelllinien und Geweben erkennen. Die Analyse mit der 332-Nukleotid-Sonde zeigte, dass die 5,5-kb-Bande die 5'-UTR und einen Teil der Codierregion enthielt, was nahelegt, dass diese Bande ein vorbehandeltes oder teilweise behandeltes Transkript oder möglicherweise ein alternativ gesplissenes Transkript darstellt. Mittelgroße Banden können Behandlungszwischenprodukte darstellen. Die 1,2-kb-Bande stellt die Transkripte mit voller Länge dar. Die längeren Transkripte können Behandlungszwischenprodukte oder alternativ gesplissene Transkripte sein.The Human Type 2 RNase H with SEQ ID NO: 1 is ubiquitously expressed. Northern blot analysis showed that the transcript was present in all tissues and cell lines except the MCR-5 line was abundant. Northern blot analysis of total RNA from human cell lines and poly-A containing human tissue RNA using the probe with the full length of 1.7 kb or a 332 nucleotide probe encoding the 5 'UTR and the coding region of human RNase H cDNA contained two strong positive bands with a length of about 1.2 and 5.5 kb and two less intense bands with an approximate length of Recognize 1.7 and 4.0 kb in most cell lines and tissues. The analysis with the 332 nucleotide probe, the 5.5 kb band revealed the 5 'UTR and part of the coding region, suggesting that this band was a pretreated or partially treated transcript or possibly an alternative represents a split transcript. Medium sized bands may be treatment intermediates represent. The 1.2 kb band represents the full-length transcripts. The longer ones Transcripts can Treatment intermediates or alternatively spliced transcripts be.

RNase-H wird in den meisten geprüften Zelllinien exprimiert; nur MRC5, eine Brustkrebs-Zelllinie, zeigte sehr niedrige Gehalte an RNase-H. Eine Vielfalt anderer bösartiger Zelllinien, einschließlich derjenigen der Blasen- (T24), Brust- (T-47D, HS578T), Lungen- (A549), Prostata- (LNCap, DU145) und myeloischer Abstammungslinie (HL-60) sowie die normalen Endothelzellen (HUVEC) exprimierten RNase-H. Ferner exprimierten alle geprüften normalen menschlichen Gewebe RNase-H. Wiederum waren größere Transkripte sowie das 1,2-kb-Transkript, das die reife mRNA für RNase-H zu sein scheint, vorhanden. Die Normalisierung auf Basis von G3PDH-Gehalten zeigte, dass die Expression in allen geprüften Geweben verhältnismäßig übereinstimmend war.RNase-H is tested in most Cell lines expressed; only MRC5, a breast cancer cell line, showed very low levels of RNase-H. A variety of other malicious ones Cell lines, including those of bladder (T24), breast (T-47D, HS578T), lung (A549), Prostate (LNCap, DU145) and myeloid lineage (HL-60) as well as the normal endothelial cells (HUVEC) expressed RNase-H. Furthermore, all tested normal human tissue RNase-H. Again, there were larger transcripts and the 1.2 kb transcript, which is the mature mRNA for RNase-H seems to be present. Normalization based on G3PDH levels showed that expression was relatively consistent in all tested tissues was.

Die Southern-Blot-Analyse von EcoRI-verdauter genomischer DNA vom Menschen und verschiedenen Säugetieren und Hefe, die mit der 1,7-kb-Sonde sondiert wurden, zeigt, dass vier EcoRI-Verdauungsprodukte menschlicher genomischer DNA (2,4, 4,6, 6,0, 8,0 Kb) mit der 1,7-kb-Sonde hybridisierten. Der Blot, der erneut sondiert mit einer 430-Nukleotid-Sonde, die dem C-terminalen Teil des Proteins entspricht, zeigte nur ein 4,6-kbp-EcoRI-Verdauungsprodukt, das hybridisiert war. Diese Daten zeigen an, dass es nur eine Genkopie für RNase-H gibt und dass die Größe des Gens mehr als 10 kb beträgt. Sowohl die Sonde mit voller Länge als auch die kürzere Sonde hybridisierten stark zu einem EcoRI-Verdauungsprodukt von genomischer Hefe-DNA (etwa 5 kb groß), was einen hohen Grad an Konservierung anzeigt. Diese Sonden hybridisierten auch zu dem Verdauungsprodukt vom Affen, jedoch zu keinem der anderen geprüften Säugetier-Genom-DNA, einschließlich der Maus, die zu der menschlichen RNase-H-Sequenz in hohem Maße homolog ist.Southern blot analysis of EcoRI-digested human genomic DNA and various Nuclei and yeast probed with the 1.7 kb probe show that four EcoRI digestion products of human genomic DNA (2,4, 4,6, 6,0, 8,0 Kb) with the 1, 7 kb probe hybridized. The blot, which probed again with a 430 nucleotide probe corresponding to the C-terminal part of the protein, showed only a 4.6 kbp EcoRI digest that was hybridized. These data indicate that there is only one gene copy for RNase-H and that the size of the gene is more than 10 kb. Both the full-length probe and the shorter probe hybridized strongly to an EcoRI digest of yeast genomic DNA (approximately 5 kb in size), indicating a high degree of conservation. These probes also hybridized to the monkey digestion product but not to any of the other mammalian genomic DNA tested, including the mouse, which is highly homologous to the human RNase H sequence.

Ein rekombinantes menschliches RNase-H-(His-Tag-Fusionsprotein)-Polypeptid der vorliegenden Erfindung wurde in E. coli exprimiert und mittels Ni-NTA-Agarosekügelchen, gefolgt von C4-Umkehrphasen-Säulenchromatographie gereinigt. Ein 36-kDa-Protein wurde nach Renaturierung cogereinigt und seine Aktivität gemessen. Die Gegenwart des His-Tag wurde mittels Western-Blot-Analysen mit einem anti-Penta-Histidin-Antikörper (Qiagen, Deutschland) bestätigt. Renaturierte rekombinante menschliche RNase-H wies RNase-H-Aktivität auf. Inkubation von 10 ng gereinigter renaturierter RNase-H mit RNA/DNA-Substrat für 2 Stunden führte zur Spaltung von 40 % des Substrats. Das Enzym spaltete auch RNA in einem Oligonukleotid/RNA-Duplex, in dem das Oligonukleotid ein Gapmer mit einer 5-Desoxynukleotid-Lücke war, jedoch mit einer viel geringeren Geschwindigkeit als das vollständige RNA/DNA-Substrat. Dies stimmt mit Beobachtungen an E.-coli-RNase-HI überein (Lima, W. F. und Crooke, S. T., Biochemistry, 1997, 36, 390 bis 398). Es war gegenüber einsträngigen RNA- oder doppelsträngigen RNA-Substraten inaktiv und wurde durch Mn2+ gehemmt. Das Molekulargewicht (≈ 36 kDa) und die Hemmung durch Mn2+ zeigen an, dass das klonierte Enzym in hohem Maße homolog zu E.-coli-RNase-HI ist und Eigenschaften aufweist, die mit denjenigen, die der menschlichen Typ-2-RNase-H zugeschriebenen werden, übereinstimmen.A recombinant human RNase H (His-tag fusion protein) polypeptide of the present invention was expressed in E. coli and purified by Ni-NTA agarose beads followed by C4 reverse-phase column chromatography. A 36 kDa protein was cogulated after renaturation and its activity measured. The presence of the His tag was confirmed by Western blot analysis with an anti-penta-histidine antibody (Qiagen, Germany). Renatured recombinant human RNase-H exhibited RNase H activity. Incubation of 10 ng of purified renatured RNase-H with RNA / DNA substrate for 2 hours resulted in the cleavage of 40% of the substrate. The enzyme also cleaved RNA in an oligonucleotide / RNA duplex in which the oligonucleotide was a gapmer with a 5-deoxynucleotide gap, but at a much slower rate than the complete RNA / DNA substrate. This is consistent with observations of E. coli RNase HI (Lima, WF and Crooke, ST, Biochemistry, 1997, 36, 390-398). It was inactive to single-stranded RNA or double-stranded RNA substrates and was inhibited by Mn 2+ . The molecular weight (≈36 kDa) and the inhibition by Mn 2+ indicate that the cloned enzyme is highly homologous to E. coli RNase HI and has characteristics similar to those of human type 2. RNase-H are assigned to match.

Die Spaltorte in der RNA in dem vollständigen RNA/DNA-Substrat und den Gapmer/RNA-Duplices (worin das Oligonukleotid-Gapmer eine 5-Desoxynukleotid-Lücke aufwies); die von dem rekombinanten Enzym herrührten, wurden bestimmt. In dem vollständigen RNA/DNA-Duplex war der Haupt-Spaltort in der Nähe der Mitte des Substrates, mit Anzeichen für wenige bedeutende Spaltorte 3' zu dem primären Spaltort. Der primäre Spaltort bei dem Gapmer/RNA-Duplex war quer durch das Nukleotid in Nachbarschaft zu der Verbindung des 2'-Methoxyflügels und der Oligodesoxynukleotid-Lücke, die dem 3'-Ende der RNA am nächsten ist. Somit ergab das Enzym einen Haupt-Spaltort in der Mitte des RNA/DNA-Substrates und weniger bedeutende Spaltungen zur 3'-Seite des Haupt-Spaltortes. Die Verschiebung seines Haupt-Spaltortes zu dem Nukleotid in Apposition zu der DNA-2'-Methoxyverbindung des 2'-Methoxyflügels an dem 5'-Ende des chimären Oligonukleotids stimmt überein mit den Beobachtungen an E.-coli-RNase-HI (Crooke et al. (1995) Biochem. J. 312, 599 bis 608; Lima, W. F. und Crooke, S. T. (1997) Biochemistry 36, 390 bis 398). Die Tatsache, dass das Enzym in einem 5-Desoxy-Gap-Duplex an einem einzelnen Ort spaltet, zeigt an, dass das Enzym eine katalytische Region mit Abmessungen aufweist, die ähnlich denjenigen von E.-coli-RNase HI sind.The Cleavage sites in the RNA in the complete RNA / DNA substrate and the Gapmer / RNA duplexes (wherein the oligonucleotide gapmer had a 5-deoxynucleotide gap); those derived from the recombinant enzyme were determined. In the complete RNA / DNA duplex was the major cleavage site near the center of the substrate, with signs of a few major split sites 3 'too the primary Cleavage site. The primary Cleavage site in the gapmer / RNA duplex was across the nucleotide adjacent to the compound of the nucleotide 2'-methoxy wing and the oligodeoxynucleotide gap, the 3'-end closest to the RNA is. Thus, the enzyme gave a major cleavage site in the middle of the RNA / DNA substrates and minor cleavages to the 3 'side of the major cleavage site. The shift of its main cleavage site to the nucleotide in apposition to the DNA 2'-methoxy compound of the 2'-methoxy wing the 5'-end of the chimeric Oligonucleotide is consistent with the observations of E. coli RNase HI (Crooke et al. Biochem. J. 312, 599-608; Lima, W.F. and Crooke, S.T. (1997) Biochemistry 36, 390-398). The fact that the enzyme is in one 5-Deoxy-Gap-duplex at a single site cleavage indicates that the enzyme is catalytic Having regions with dimensions similar to those of E. coli RNase HI are.

Demgemäß ist die Expression großer Mengen eines gereinigten menschlichen RNase-H-Polypeptids der vorliegenden Erfindung zum Kennzeichnen der Aktivitäten einer Säugetierform dieses Enzyms nützlich. Außerdem stellen die Polynukleotide und Polypeptide der vorliegenden Erfindung ein Mittel zum Identifizieren von Agenzien, welche die Funktion von Antisense-Oligonukleotiden in menschlichen Zellen und Geweben verstärken, bereit.Accordingly, the Expression big Amounts of a purified human RNase H polypeptide of the present invention Invention useful for characterizing the activities of a mammalian form of this enzyme. Also put the polynucleotides and polypeptides of the present invention Means for identifying agents that perform the function of Amplify antisense oligonucleotides in human cells and tissues.

Beispielsweise kann eine Wirtszelle genetisch so verändert werden, dass Polynukleotide eingebunden und Polypeptide der vorliegenden Erfindung exprimiert werden. Polynukleotide können unter Benutzung einer beliebigen Anzahl gut bekannter Techniken, wie z.B. Infektion, Transduktion, Transfektion oder Transformation, in eine Wirtszelle eingeführt werden. Das Polynukleotid kann allein oder in Verbindung mit einem zweiten Polynukleotid, das einen auswählbaren Marker codiert, eingeführt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Wirt eine Säugetierzelle. Solche Wirtszellen können dann nicht nur zur Herstellung von menschlicher Typ-2-RNase-H benutzt werden, sondern auch um Agenzien zu identifizieren, welche die Grade an Expression oder Aktivität menschlicher Typ-2-RNase-H in der Zelle erhöhen oder erniedrigen. In diesen Assays würde die Wirtszelle einem Agens ausgesetzt werden, von dem angenommen wird, dass es die Grade an Expression oder Aktivität menschlicher Typ-2-RNase-H in den Zellen ändert. Der Gehalt oder die Aktivität menschlicher Typ-2-RNase in der Zelle würde dann in der Gegenwart und in der Abwesenheit des Agens bestimmt. Dem Fachmann sind Assays zur Bestimmung von Proteingehalten einer Zelle gut bekannt, und dazu gehören Radioimmunoassays, kompetitive Bindungsassays, die Western-Blot-Analyse und enzymgekoppelte Immunabsorptionsassays (ELISA), sind aber nicht auf diese beschränkt. Verfahren zum Bestimmen der Erhöhung der Aktivität des Enzyms und insbesondere der erhöhten Spaltung eines Antisense-mRNA-Duplexes können gemäß den Lehren von Beispiel 5 durchgeführt werden. Agenzien, die als Induktoren des Gehaltes oder der Aktivität dieses Enzyms identifiziert sind, können zum Erhöhen der Wirksamkeit von Antisense-Oligonukleotid-Therapien nützlich sein.For example, a host cell can be genetically engineered to incorporate polynucleotides and express polypeptides of the present invention. Polynucleotides can be introduced into a host cell using any number of well-known techniques such as infection, transduction, transfection or transformation. The polynucleotide may be introduced alone or in conjunction with a second polynucleotide encoding a selectable marker. In a preferred embodiment, the host comprises a mammalian cell. Such host cells can then be used not only for the production of human type 2 RNase H, but also to identify agents that increase or decrease the levels of expression or activity of human type 2 RNase H in the cell. In these assays, the host cell would be exposed to an agent that is believed to alter the levels of expression or activity of human type 2 RNase H in the cells. The level or activity of human type 2 RNase in the cell would then be determined in the presence and absence of the agent. Assays for determining protein levels of a cell are well known to those of skill in the art, including, but not limited to, radioimmunoassays, competitive binding assays, Western blot analysis, and enzyme linked immunosorbent assays (ELISA). A method for determining the increase in the activity of the enzyme and in particular the increased cleavage of an antisense mRNA duplex can be carried out according to the teachings of Example 5. Agents identified as inducers of the content or activity of this enzyme may be useful for increasing the efficacy of antisense oligonucleotide therapies.

Die vorliegenden Erfindung betrifft auch prognostische Assays, wobei die Gehalte von RNase in einem Zelltyp zum Voraussagen der Wirksamkeit einer Antisense-Oligonukleotid-Therapie in spezifischen Zielzellen benutzt werden können. Von hohen Gehalten an RNase in einem gewählten Zelltyp wird erhofft, dass sie im Vergleich zu geringeren Anteilen von RNase in einem gewählten Zelltyp mit höherer Wirksamkeit korrelieren, was eine geringe Spaltung der mRNA nach Binden mit dem Antisense-Oligonukleotid ergeben kann. Beispielsweise wies die MRC5-Brustkrebs-Zelllinie im Vergleich zu anderen bösartigen Zelltypen sehr niedrige Gehalte an RNase-H auf. Demgemäß kann gewünscht werden, in diesem Zelltyp Antisense-Verbindungen zu benutzen, die hinsichtlich ihrer Wirksamkeit nicht von der RNase-H-Aktivität abhängen.The The present invention also relates to prognostic assays wherein the levels of RNase in a cell type to predict efficacy an antisense oligonucleotide therapy can be used in specific target cells. Of high content RNase in a chosen Cell type is hoped that it compares to lower proportions by RNase in a chosen one Cell type with higher Effectiveness correlate, indicating a low cleavage of the mRNA Binding with the antisense oligonucleotide can result. For example showed the MRC5 breast cancer cell line compared to other malignant ones Cell types very low levels of RNase-H. Accordingly, it may be desired in this cell type to use antisense compounds in terms of their effectiveness does not depend on RNase H activity.

In ähnlicher Weise können Oligonukleotide durchmustert werden, um diejenigen zu identifizieren, die wirksame Antisense-Agenzien sind, indem menschliche Typ-2-RNase-H mit einem Oligonukleotid kontaktiert und das Binden des Oligonukleotids an die menschliche Typ-2-RNase-H gemessen wird. Verfahren zum Bestimmen des Bindens von zwei Molekülen sind in dem Fachgebiet gut bekannt. Beispielsweise kann in einer Ausführungsform das Oligonukleotid radioaktiv markiert werden und das Binden des Oligonukleotids an menschliche Typ-2-RNase-H mittels Autoradiographie bestimmt werden. Alternativ können Fusionsproteine menschlicher Typ-2-RNase-H mit Glutathion-S-Transferase oder kleinen Peptid-Tags hergestellt und an einer festen Phase, wie z.B. Kügelchen, immobilisiert werden. Markierte oder unmarkierte Oligonukleotide, die hinsichtlich des Bindens an dieses Enzym durchmustert werden sollen, können dann mit der festen Phase inkubiert werden. Oligonukleotide, die an das Enzym binden, das an der festen Phase immobilisiert ist, können dann entweder durch Erfassen des gebunden Markers oder durch spezifisches Eluieren des gebundenen Oligonukleotids von der festen Phase identifiziert werden. In ein anderes Verfahren ist das Durchmustern von Oligonukleotid-Bibliotheken auf Bindungspartner einbezogen. Rekombinante, mit Tag versehene (tagged) oder markierte menschliche Typ-2-RNase-H wird benutzt, um aus der Bibliothek Oligonukleotide auszuwählen, die mit dem Enzym wechselwirken. Das Sequenzieren der Oligonukleotide führt zur Identifizierung derjenigen Oligonukleotide, die als Antisense-Agenzien wirksamer sein werden.In similar Way you can Screen oligonucleotides to identify those the effective antisense agents are by human type 2 RNase H contacted with an oligonucleotide and the binding of the oligonucleotide to human type 2 RNase H is measured. Method for determining the binding of two molecules are well known in the art. For example, in one embodiment the oligonucleotide are radioactively labeled and the binding of the Oligonucleotide to human type 2 RNase H by autoradiography be determined. Alternatively you can Human type 2 RNase H fusion proteins with glutathione S-transferase or small peptide tags and attached to a solid phase, e.g. beads be immobilized. Labeled or unlabeled oligonucleotides, which are screened for binding to this enzyme should, can then incubate with the solid phase. Oligonucleotides that bind to the enzyme immobilized on the solid phase, can then either by capturing the bound marker or by specific Eluting the bound oligonucleotide identified from the solid phase become. Another method is to screen oligonucleotide libraries involved in binding partners. Recombinant, tagged (tagged) or labeled human type 2 RNase H is used to select from the library oligonucleotides that interact with the enzyme. Sequencing of the oligonucleotides leads to the identification of those Oligonucleotides that will be more effective as antisense agents.

Die Oligonukleotide der vorliegenden Erfindung sind aus einer Vielzahl von Nukleotiden gebildet, die zusammen über Internukleotidbindungen vereint sind. Obwohl die Nukleotide in den Oligonukleotiden zusammen als eine Einheit vereint sind, gehören die einzelnen Nukleotide der Oligonukleotide mehreren Typen an. Jeder dieser Typen trägt zu einzigartigen Eigenschaften des Oligonukleotids bei. Nukleotide eines ersten Typs sind zusammen in einer kontinuierlichen Sequenz vereint, die einen ersten Teil des Oligonukleotids bildet. Die restlichen Nukleotide sind von wenigstens einem weiteren Typ und befinden sich in einem oder mehreren restlichen Teilen oder Orten innerhalb des Oligonukleotids. Somit umfassen die Oligonukleotide der Erfindung einen Nukleotidteil, der einen Satz an Merkmalen beiträgt, und einen weiteren Teil (oder Teile), der einen anderen Satz an Merkmalen beiträgt.The Oligonucleotides of the present invention are of a variety of nucleotides formed together via internucleotide linkages are united. Although the nucleotides in the oligonucleotides are related as a unit, the individual nucleotides belong the oligonucleotides of several types. Each of these types contributes to unique Properties of the oligonucleotide in. Nucleotides of a first type united together in a continuous sequence, the first one Part of the oligonucleotide forms. The remaining nucleotides are of at least one other type and are located in one or several remaining parts or locations within the oligonucleotide. Thus, the oligonucleotides of the invention comprise a nucleotide portion, which contributes one set of features and another part (or parts) that contributes a different set of features.

Ein Merkmal, das wünschenswert ist, ist das Auslösen von RNase-H-Aktivität. Zum Auslösen von RNase-H-Aktivität ist ein Teil der Oligonukleotide der Erfindung so gewählt, dass er B-förmige Konformationsgeometrie aufweist. Die Nukleotide für diesen B-Form-Teil sind so gewählt, dass sie spezifisch Ribopentofuranosyl- und Arabinopentofuranosyl-Nukleotide enthalten. 2'-Desoxy-erythro-pentafuranosyl-Nukleotide weisen ebenfalls B-Form-Geometrie auf und lösen RNase-H-Aktivität aus. Obwohl sie nicht spezifisch ausgeschlossen sind, bilden solche 2'-Desoxy-erythropentafuranosyl-Nukleotide, wenn sie in den B-Form-Teil eines Oligonukleotids der Erfindung einbezogen sind, vorzugsweise nicht die Gesamtheit der Nukleotide dieses B- Form-Teils des Oligonukleotids, sondern sollten in Verbindung mit Ribonukleotiden oder Arabinonukleotiden benutzt werden. Wie hierin benutzt, ist in die B-Form-Geometrie sowohl die C2'-endo- als auch die O4'-endo-Wellung einbezogen, und die Ribo- und Arabinonukleotide, die zur Einbeziehung in den Oligonukleotid-B-Form-Teil gewählt sind, sind so gewählt, dass sie diejenigen Nukleotide sind, die C2'-endo-Konformation aufweisen, oder diejenigen Nukleotide sind, die O4'-endo-Konformation aufweisen. Dies stimmt überein mit Berger et. al., Nucleic Acids Research, 1998, 26, 2.473 bis 2.480, der darauf hinwies, dass bei der Erwägung der Furanose-Konformationen, in welchen sich Nukleotide und Nukleotide befinden, der Gesichtspunkt der B-Form auch bei einem O4'-endo-Wellungs-Beitrag gegeben sein sollte.One Feature that desirable is, is the triggering of RNase H activity. To trigger of RNase H activity a part of the oligonucleotides of the invention is chosen such that he is B-shaped Has conformation geometry. The nucleotides for this B-shape part are chosen so that they specifically contain ribopentofuranosyl and arabinopentofuranosyl nucleotides. 2'-deoxy-erythro-pentafuranosyl nucleotides also exhibit B-shape geometry on and loosen RNase H activity out. Although they are not specifically excluded, such form 2'-deoxy-erythropentafuranosyl nucleotides when in the B-form part of an oligonucleotide of the invention are included, preferably not the entirety of the nucleotides this B-shape part of the oligonucleotide but should be linked to ribonucleotides or arabinonucleotides. As used herein, is in the B-shape geometry both the C2'-endo as well as the O4'-endo curl involved, and the ribo and arabinonucleotides for inclusion in the Oligonucleotide B-form part selected are, are chosen, that they are those nucleotides that have C2'-endo conformation, or those Nucleotides are the O4'-endo conformation exhibit. This is true with Berger et. al., Nucleic Acids Research, 1998, 26, 2.473 bis 2,480, which pointed out that when considering the furanose conformations, in which nucleotides and nucleotides are located, the point of view the B-shape may also be present at an O4'-endo-corrugation contribution should.

A-Form-Nukleotide sind Nukleotide, die C3'-endo-Wellung aufweisen, auch bekannt als North oder Northern Pucker. Außer den oben erwähnten B-Form-Nukleotiden können die A-Form-Nukleotide Nukleotide mit C3'-endo-Wellung oder Nukleotide sein, die sich an dem 3'-Terminus, an dem 5'-Terminus oder sowohl an dem 3'- als auch an dem 5'-Terminus des Oligonukleotids befinden. Alternativ können die A-Form-Nukleotide beide in einer C3'-endo-Wellung vorliegen und sich an den Enden, oder Termini, des Oligonukleotids befinden. Beim Auswählen von Nukleotiden, die C3'-endo-Wellung aufweisen, oder beim Auswählen von Nukleotiden für das 3'- oder 5'-Ende des Oligonukleotids werden die Bindungsaffinität und die Nukleasebeständigkeitseigenschaften berücksichtigt, die solche Nukleotide dem resultierenden Oligonukleotid verleihen müssen.A-form nucleotides are nucleotides that have C3'-endo corrugation, also known as North or Northern Pucker. In addition to the B-form nucleotides mentioned above, the A-form nucleotides may be nucleotides with C3'-endo undulation or nucleotides located at the 3'-terminus, at the 5'-terminus or both at the 3'-terminus. as well as at the 5'-terminus of the oligonucleotide. Alternatively, the A-form nucleotides both are in a C3'-endo corrugation and are at the ends, or termini, of the oligonucleotide. When selecting nucleotides that have C3'-endo curl, or when selecting nucleotides for the 3'- or 5'-end of the oligonucleotide, account is taken of the binding affinity and nuclease resistance properties that such nucleotides must impart to the resulting oligonucleotide.

Nukleotide, die für den 3'- oder den 5'-Terminus der Oligonukleotide der Erfindung gewählt sind, sind so gewählt, dass sie dem Oligonukleotid Nukleasebeständigkeit verleihen. Diese Nukleasebeständigkeit kann auch durch verschiedene Mechanismen erreicht werden, einschließlich Modifikationen der Zuckerteile der Nukleotideinheiten des Oligonukleotids, Modifikation der Internukleotidbindungen oder Modifikation sowohl des Zuckers und als auch der Internukleotidbindungen.nucleotides, the for the 3'- or the 5'-terminus of Oligonucleotides of the invention are chosen are chosen so that they confer nuclease resistance on the oligonucleotide. This nuclease resistance can also be achieved through various mechanisms, including modifications the sugar parts of the nucleotide units of the oligonucleotide, modification the internucleotide linkages or modification of both the sugar and also the internucleotide bonds.

Eine besonders nützliche Gruppe von Nukleotiden zur Benutzung zum Erhöhen der Nukleasebeständigkeit an den Termini von Oligonukleotiden sind diejenigen, die 2'-O-Alkylamino-Gruppen aufweisen. Die Aminogruppen solcher Nukleotide können Gruppen sein, die bei physiologischem pH-Wert protoniert sind. Dazu gehören Amine, monoalkylsubstituierte Amine, dialkylsubstituierte Amine und heterocyclische Amine, wie z.B. Imidazol. Besonders nützlich sind die Niederalkylamine einschließlich 2'-O-Ethylamin und 2'-O-Propylamin. Solche O-Alkylamine können auch in die 3'-Position des 3'-Terminus-Nukleotids einbezogen sein. Daher könnte das 3'-Terminus-Nukleotid sowohl einen 2'- als auch einen 3'-O-Alkylamino-Substituenten aufweisen.A especially useful Group of nucleotides for use to increase nuclease resistance at the termini of oligonucleotides are those which are 2'-O-alkylamino groups exhibit. The amino groups of such nucleotides may be groups which are included in physiological pH are protonated. This includes Amines, monoalkyl-substituted amines, dialkyl-substituted amines and heterocyclic amines, e.g. Imidazole. Especially useful including the lower alkylamines 2'-O-ethylamine and 2'-O-propylamine. Such O-alkylamines can also in the 3'-position of the 3'-terminus nucleotide be involved. Therefore could the 3'-terminal nucleotide both a 2'- and a 3'-O-alkylamino substituent.

Beim Auswählen hinsichtlich Nukleasebeständigkeit ist es wichtig, die Bindungsaffinität nicht zu beeinträchtigen. Von bestimmten Bindungen auf Basis von Phosphor ist gezeigt worden, dass sie die Nukleasebeständigkeit erhöhen. Die oben beschriebene Phosphorothioat-Bindung erhöht die Nukleasebeständigkeit, verursacht jedoch auch einen Verlust an Bindungsaffinität. Daher werden zur Benutzung in dieser Erfindung, wenn Phosphorothioat-Internukleotidbindungen benutzt werden, andere Modifikationen an Nukleotideinheiten vorgenommen werden, welche die Bindungsaffinität erhöhen, um den verringerten Affinitätsbeitrag durch die Phosphorothioat-Bindungen auszugleichen.At the Choose with regard to nuclease resistance It is important not to affect the binding affinity. Certain bonds based on phosphorus have been shown that they are the nuclease resistance increase. The phosphorothioate linkage described above increases nuclease resistance, however, also causes a loss of binding affinity. Therefore are for use in this invention when phosphorothioate internucleotide linkages other modifications are made to nucleotide units which increase binding affinity by the decreased affinity contribution to balance by the phosphorothioate bonds.

Zu anderen Bindungen auf Basis von Phosphor mit erhöhter Nukleasebeständigkeit, welche die Bindungsaffinität nicht beeinträchtigen, gehören 3'-Methylenphosphonat- und 3'-Desoxy-3'-amino-phosphoroamidat-Bindungen. Eine weitere Klasse von Bindungen, die Nukleasebeständigkeit beitragen, die Bindungsaffinität aber nicht beeinträchtigen, sind von Nichtphosphat-Natur. Von diesen sind Methylen(methylimino)-Bindungen, Dimethylhydrazino-Bindungen und Amin-3- und Amid-4-Bindungen, wie beschrieben (Freier and Altmann, Nucleic Acid Research, 1997, 25, 4.429 bis 4.443), bevorzugt.To other phosphorus-based bonds with increased nuclease resistance, which the binding affinity do not interfere belong 3'-Methylenphosphonat- and 3'-deoxy-3'-amino-phosphoroamidate linkages. Another class of bonds, the nuclease resistance contribute to the binding affinity but do not affect are of non-phosphate nature. Of these, methylene (methylimino) bonds, dimethylhydrazino bonds and amine-3 and amide-4 bonds as described (Freier and Altmann, Nucleic Acid Research, 1997, 25, 4,429-4,443).

Beim Entwerfen von Oligonukleotiden mit verbesserten Bindungsaffinitäten muss eine Anzahl möglicher Gesichtspunkte berücksichtigt werden. Es scheint, dass ein wirkungsvoller Ansatz zum Aufbauen modifizierter Oligonukleotide mit sehr hoher RNA-Bindungsaffinität die Kombination von zwei oder mehr verschiedenen Typen von Modifikationen ist, von denen jede vorteilhaft zu verschiedenen Faktoren beiträgt, die für Bindungsaffinität wichtig sein könnten.At the Designing oligonucleotides with improved binding affinities must a number of possible Considered aspects become. It seems that an effective approach to building modified oligonucleotides with very high RNA binding affinity the combination is from two or more different types of modifications, from each of which contributes to various factors that are beneficial important for binding affinity could be.

Freier und Altmann, Nucleic Acids Research, (1997) 25:4.429 bis 4.443, haben jüngst eine Untersuchung des Einflusses struktureller Modifikationen an Oligonukleotiden auf die Stabilität ihrer Duplices mit Ziel-RNA veröffentlicht. In dieser Untersuchung überprüften die Autoren eine Reihe von Oligonukleotiden, die mehr als 200 verschiedene Modifikationen enthielten, die synthetisiert und deren Hybridisierungsaffinität und Tm festgestellt worden waren. Zu untersuchten Zucker-Modifikationen gehörten Substitutionen in der 2'-Position des Zuckers, 3'-Substitution, Austausch des 4'-Sauerstoffs, die Benutzung bicyclischer Zucker und Ersatz mit viergliedrigen Ringen. Es wurden auch mehrere Nukleobasen-Modifikationen einschließlich Substitutionen in der 5- oder 6-Position von Thymin, Modifikationen des Pyrimidin-Heterocyclus und Modifikationen des Purin-Heterocyclus untersucht. Auch wurden zahlreiche Rückgrat-Modifikationen einschließlich Rückgraten, die Phosphor trugen, Rückgraten, die kein Phosphoratom trugen, Rückgraten, die neutral waren, untersucht.Freier and Altmann, Nucleic Acids Research, (1997) 25: 4.429-4443, have recently published a study of the impact of structural modifications on oligonucleotides on the stability of their duplexes with target RNA. In this study, the authors reviewed a series of oligonucleotides that contained more than 200 different modifications, synthesized and their hybridization affinity and Tm were determined to. Sugar modifications included substitutions in the 2'-position of the sugar, 3'-substitution, exchange of the 4'-oxygen, use of bicyclic sugars and replacement with four-membered rings. Several nucleobase modifications, including substitutions at the 5 or 6 position of thymine, modifications of the pyrimidine heterocycle, and modifications of the purine heterocycle have also been investigated. Also, numerous backbone modifications, including backbones carrying phosphorus, backbones bearing no phosphorus atom, backbates that were neutral, were investigated.

Vier allgemeine Ansätze könnten benutzt werden, um die Hybridisierung von Oligonukleotiden mit RNA-Zielen zu verbessern. Dazu gehören: Vororganisation der Zucker und Phosphate des Oligodesoxynukleotid-Stranges zu Konformationen, die für die Hybridbildung günstig sind, Verbessern des Stapelns von Nukleobasen durch Hinzufügen polarisierbarer Gruppen zu den Heterocyclusbasen der Nukleotide des Oligonukleotids, Vergrößern der Zahl an H-Bindungen, die zur A-U-Paarbildung verfügbar sind, und Neutralisation von Rückgratladung, um das Beseitigen unerwünschter Abstoßungswechselwirkungen zu erleichtern. Wir haben festgestellt, dass der erste davon, Vororganisation der Zucker und Phosphate des Oligodesoxynukleotid-Stranges zu Konformationen, die für die Hybridbildung günstig sind, ein bevorzugtes Verfahren zum Erzielen verbesserter Bindungsaffinität ist. Er kann ferner in Kombination mit den anderen drei Ansätzen benutzt werden.Four general approaches could used to target the hybridization of oligonucleotides with RNA targets to improve. This includes: Preliminary organization of the sugars and phosphates of the oligodeoxynucleotide strand to conformations that for the hybrid formation favorable Improve stacking of nucleobases by adding more polarizable ones Groups to the heterocycle bases of the nucleotides of the oligonucleotide, Enlarge the Number of H bonds, available for A-U pairing and neutralization of backbone charge, to eliminate unwanted Repulsive interactions to facilitate. We found that the first of these, preliminary organization the sugar and phosphates of the oligodeoxynucleotide strand to conformations, the for the hybrid formation favorable is a preferred method for achieving improved binding affinity. He can also be used in combination with the other three approaches become.

Zucker in DNA:RNA-Hybridduplices nehmen häufig eine C3'-endo-Konformation an. Daher sollten Modifikationen, die das Konformationsgleichgewicht der Zuckereinheiten in dem Einzelstrang zu dieser Konformation verschieben, den Antisense-Strang zum Binden an RNA vororganisieren. Von den verschiedenen Zuckermodifikationen, die in der Literatur untersucht und beschrieben wurden, verschiebt die Einbindung elektronegativer Substituenten, wie z.B. 2'- Fluor oder 2'-Alkoxy, die Zuckerkonformation zu der 3'-endo-(Northern)-Wellungs-Konformation. Dies organisiert ein Oligonukleotid, in das solche Modifikationen eingebunden sind, so vor, dass es eine A-Form-Konformationsgeometrie aufweist. Diese A-Form-Konformation ergibt erhöhte Bindungsaffinität des Oligonukleotids zu einem Ziel-RNA-Strang.sugar in DNA: RNA hybrid duplexes often adopt a C3'-endo conformation. Therefore, should Modifications that determine the conformational balance of the sugar units in the single strand to shift this conformation, the antisense strand pre-organize for binding to RNA. Of the different sugar modifications, which have been studied and described in the literature the incorporation of electronegative substituents, e.g. 2'-fluoro or 2'-alkoxy, the sugar conformation to the 3'-endo- (Northern) -Wellungs conformation. This organizes an oligonucleotide into which such modifications are bound so that it has an A-shape conformation geometry having. This A-form conformation results in increased binding affinity of the oligonucleotide to a target RNA strand.

Wie hierin benutzt, beziehen sich die Ausdrücke „Substituent" und „Substituentengruppe" auf Gruppen, die an Nukleoside der Erfindung angehängt sind. Substituentengruppen sind vorzugsweise an gewählte Zuckereinheiten angehängt, können alternativ aber an gewählte heterocyclische Baseneinheiten angehängt sind. Gewählte Nukleoside können Substituentengruppen sowohl an der heterocyclischen Base als auch an der Zuckereinheit aufweisen, jedoch ist eine einzelne Substituentengruppe in der 2'-, 3'- oder 5'-Position des Zuckers bevorzugt, wobei die 2'-Position besonders bevorzugt ist.As As used herein, the terms "substituent" and "substituent group" refer to groups which attached to nucleosides of the invention. substituent are preferably selected sugar units attached, can alternatively, however, to selected ones heterocyclic base units are attached. Selected nucleosides can Substituent groups both at the heterocyclic base and at the sugar moiety, but is a single substituent group in the 2'-, 3'- or 5'-position of the sugar preferred, wherein the 2'-position is particularly preferred.

Zu Substituentengruppen gehören Fluor, O-Alkyl, O-Alkylamino, O-Alkylalkoxy, O-Alkylaminoalkyl, O-Alkylimidazol und Polyether mit der Formel (O-Alkyl)m, wobei m 1 bis etwa 10 ist. Von diesen Polyethern sind lineare und cyclische Polyethylenglycole (PEG) und PEG-haltige Gruppen, wie z.B. Kronenether, und diejenigen, die von Ouchi et al. (Drug Design and Discovery 1992, 9, 93), Ravasio et al. (J. Org. Chem. 1991, 56, 4.329) und Delgardo et. al. (Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems 1992, 9, 249) offenbart sind, die durch Bezugnahme alle in ihrer Gesamtheit hierin eingebunden sind, bevorzugt. Weitere Zuckermodifikationen sind in Cook, P. D., Anti-Cancer Drug Design, 1991, 6, 585 bis 607 offenbart. Die Fluor-, O-Alkyl-, O-Alkylamino-, O-Alkylimidazol-, O-Alkylaminoalkyl- und Alkylamino- Substitution sind in der US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 08/398,901, eingereicht am 6. März 1995, mit der Bezeichnung Oligomeric Compounds having Pyrimidine Nucleotide(s) with 2' and 5' Substitutions, die durch Bezugnahme hiermit in ihrer Gesamtheit eingebunden ist, beschrieben.Substituent groups include fluoro, O-alkyl, O-alkylamino, O-alkylalkoxy, O-alkylaminoalkyl, O-alkylimidazole and polyethers of the formula (O-alkyl) m wherein m is 1 to about 10. Of these polyethers, linear and cyclic polyethylene glycols (PEG) and PEG-containing groups, such as crown ethers, and those described by Ouchi et al. (Drug Design and Discovery 1992, 9, 93), Ravasio et al. (J. Org. Chem. 1991, 56, 4.329) and Delgardo et. al. (Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems 1992, 9, 249), which are incorporated herein by reference in their entirety. Further sugar modifications are disclosed in Cook, PD, Anti-Cancer Drug Design, 1991, 6, 585-607. The fluoro, O-alkyl, O-alkylamino, O-alkylimidazole, O-alkylaminoalkyl, and alkylamino substitution are described in U.S. Patent Application Serial No. 08 / 398,901, filed March 6, 1995, respectively Oligomeric compounds containing pyrimidines nucleotide (s) having 2 'and 5' substitutions, which are incorporated herein by reference in their entirety.

Zu weiteren Substituentengruppen, die für die vorliegende Erfindung zugänglich sind, gehören -SR- und -NR2-Gruppen, worin jedes R unabhängig Wasserstoff, eine Schutzgruppe oder substituiertes oder unsubstituiertes Alkyl, Alkenyl oder Alkinyl ist. 2'-SR-Nukleoside sind in dem US-Patent Nr. 5,670,633, erteilt am 23. Sept. 1997 offenbart, das durch Bezugnahme hiermit in seiner Gesamtheit eingebunden ist. Die Einbindung von 2'-SR-Monomersynthonen ist von Hamm et al., J. Org. Chem., 1997, 62, 3.415 bis 3.420, offenbart. 2'-NR2-Nukleoside sind von Goettingen, M., J. Org. Chem., 1996, 61, 6.273 bis 6.281 und Polushin et al., Tetrahedron Lett., 1996, 37, 3.227 bis 3.230 offenbart.Other substituent groups available for the present invention include -SR and -NR 2 groups, wherein each R is independently hydrogen, a protecting group or substituted or unsubstituted alkyl, alkenyl or alkynyl. 2'-SR nucleosides are disclosed in U.S. Patent No. 5,670,633, issued Sept. 23, 1997, which is hereby incorporated by reference in its entirety. The incorporation of 2'-SR monomer synthons is disclosed by Hamm et al., J. Org. Chem., 1997, 62, 3.415 to 3.420. 2'-NR 2 -nucleosides are disclosed by Goettingen, M., J. Org. Chem., 1996, 61, 6.273 to 6.281 and Polushin et al., Tetrahedron Lett., 1996, 37, 3.227 to 3.230.

Zu weiteren typischen Substituentengruppen gehören Wasserstoff, Hydroxyl, C1-C20-Alkyl, C2-C20-Alkenyl, C2-C20-Alkinyl, Halogen, Amino, Thiol, Keto, Carboxyl, Nitro, Nitroso, Nitril, Trifluormethyl, Trifluormethoxy, O-Alkyl, O-Alkenyl, O-Alkinyl, S-Alkyl, S-Alkenyl, S-Alkinyl, NH-Alkyl, NH-Alkenyl, NH-Alkinyl, N-Dialkyl, O-Aryl, S-Aryl, NH-Aryl, O-Aralkyl, S-Aralkyl, NH-Aralkyl, N-Phthalimido, Imidazol, Azido, Hydrazino, Hydroxylamino, Isocyanato, Sulfoxid, Sulfon, Sulfid, Disulfid, Silyl, Aryl, Heterocyclus, Carbocyclus, Interkalator, Reportermolekül, Konjugat, Polyamin, Polyamid, Polyalkylenglycol oder Polyether
oder jede Substituentengruppe, die eine Formel I oder II hat,

Figure 00270001
worin
Z0 O, S oder NH ist;
J eine Einfachbindung, O oder C(=O) ist;
E C1-C10-Alkyl, N(R1)(R2), N(R1)(R5), N=C(R1)(R2), N=C(R1)(R5) ist oder eine Formel III oder IV hat;
Figure 00270002
jedes R6, R7, R8, R9 und R10 unabhängig Wasserstoff, C(O)R11, substituiertes oder unsubstituiertes C1-C10-Alkyl, substituiertes oder unsubstituiertes C2-C10-Alkenyl, substituiertes oder unsubstituiertes C2-C10-Alkinyl, Alkylsulfonyl, Arylsulfonyl, eine chemische funktionelle Gruppe oder eine Konjugat-Gruppe ist, worin die Substituentengruppen aus Hydroxyl, Amino, Alkoxy, Carboxy, Benzyl, Phenyl, Nitro, Thiol, Thioalkoxy, Halogen, Alkyl, Aryl, Alkenyl und Alkinyl gewählt sind;
oder optional R7 und R8 zusammen eine Phthalimidoeinheit mit dem Stickstoffatom bilden, an welches sie angehängt sind;
oder optional R9 und R10 zusammen eine Phthalimidoeinheit mit dem Stickstoffatom bilden, an welches sie angehängt sind;
jedes R11 unabhängig substituiertes oder unsubstituiertes C1-C10-Alkyl, Trifluormethyl, Cyanoethyloxy, Methoxy, Ethoxy, t-Butoxy, Allyloxy, 9-Fluorenylmethoxy, 2-(Trimethylsilyl)-ethoxy, 2,2,2-Trichlorethoxy, Benzyloxy, Butyryl, iso-Butyryl, Phenyl oder Aryl ist;
R5 T-L ist,
T eine Bindung oder eine verbindende Einheit ist;
L eine chemische funktionelle Gruppe, eine Konjugatgruppe oder ein festes Trägermaterial ist;
jedes R1 und R2 unabhängig H, eine Stickstoffschutzgruppe, substituiertes oder unsubstituiertes C1-C10-Alkyl, substituiertes oder unsubstituiertes C2-C10-Alkenyl, substituiertes oder unsubstituiertes C2-C10-Alkinyl ist, worin die Substitution OR3, SR3, NH3 +, N(R3)(R4), Guanidino oder Acyl ist, worin das Acyl ein Säureamid oder ein Ester ist;
oder R1 und R2 zusammen eine Stickstoffschutzgruppe sind oder in einer Ringstruktur vereint sind, die optional ein weiteres Heteroatom umfasst, das aus N und O gewählt ist;
oder R1, T und L zusammen eine chemische funktionelle Gruppe sind;
jedes R3 und R4 unabhängig H, C1-C10-Alkyl, eine Stickstoffschutzgruppe ist oder R3 und R4 zusammen eine Stickstoffschutzgruppe sind;
oder R3 und R4 zusammen in einer Ringstruktur vereint sind, die optional ein zusätzliches Heteroatom umfasst, das aus N und O gewählt ist;
Z4 OX, SX oder N(X)2 ist;
jedes X unabhängig H, C1-C8-Alkyl, C1-C8-Halogenalkyl, C(=NH)N(H)R5, C(=O)N(H)R5 oder OC(=O)N(H)R5 ist;
R5 H oder C1-C8-Alkyl ist;
Z1, Z2 und Z3 ein Ringsystem mit etwa 4 bis etwa 7 Kohlenstoffatomen oder mit etwa 3 bis etwa 6 Kohlenstoffatomen und 1 oder 2 Heteroatomen umfassen, worin die Heteroatome gewählt sind aus Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel und worin das Ringsystem aliphatisch, ungesättigt aliphatisch, aromatisch oder gesättigt oder ungesättigt heterocyclisch ist;
Z5 Alkyl oder Halogenalkyl mit etwa 1 bis etwa 10 Kohlenstoffatomen, Alkenyl mit 2 bis etwa 10 Kohlenstoffatomen, Alkinyl mit etwa 2 bis etwa 10 Kohlenstoffatomen, Aryl mit 6 bis etwa 14 Kohlenstoffatomen, N(R1)(R2)OR1, Halogen, SR1 oder CN ist;
jedes q1 unabhängig eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist;
jedes q2 unabhängig 0 oder 1 ist;
q3 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist;
q4 eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist;
q5 0, 1 oder 2 ist; und
vorausgesetzt dass, wenn q3 0 ist, q4 größer als 1 ist.Other typical substituent groups include hydrogen, hydroxyl, C 1 -C 20 alkyl, C 2 -C 20 alkenyl, C 2 -C 20 alkynyl, halogen, amino, thiol, keto, carboxyl, nitro, nitroso, nitrile, trifluoromethyl , Trifluoromethoxy, O-alkyl, O-alkenyl, O-alkynyl, S-alkyl, S-alkenyl, S-alkynyl, NH-alkyl, NH-alkenyl, NH-alkynyl, N-dialkyl, O-aryl, S-aryl , NH-aryl, O-aralkyl, S-aralkyl, NH-aralkyl, N-phthalimido, imidazole, azido, hydrazino, hydroxylamino, isocyanato, sulfoxide, sulfone, sulfide, disulfide, silyl, aryl, heterocycle, carbocycle, intercalator, reporter molecule , Conjugate, polyamine, polyamide, polyalkylene glycol or polyether
or any substituent group having a formula I or II,
Figure 00270001
wherein
Z 0 is O, S or NH;
J is a single bond, O or C (= O);
EC 1 -C 10 alkyl, N (R 1 ) (R 2 ), N (R 1 ) (R 5 ), N = C (R 1 ) (R 2 ), N = C (R 1 ) (R 5 ) or has a formula III or IV;
Figure 00270002
each R 6 , R 7 , R 8 , R 9 and R 10 is independently hydrogen, C (O) R 11 , substituted or unsubstituted C 1 -C 10 alkyl, substituted or unsubstituted C 2 -C 10 alkenyl, substituted or unsubstituted C 2 -C 10 alkynyl, alkylsulfonyl, arylsulfonyl, a chemical functional group or a conjugate group, wherein the substituent groups of hydroxyl, amino, alkoxy, carboxy, benzyl, phenyl, nitro, thiol, thioalkoxy, halogen, alkyl, aryl Alkenyl and alkynyl are selected;
or optionally R 7 and R 8 together form a phthalimido moiety with the nitrogen atom to which they are attached;
or optionally R 9 and R 10 together form a phthalimido moiety with the nitrogen atom to which they are attached;
each R 11 is independently substituted or unsubstituted C 1 -C 10 alkyl, trifluoromethyl, cyanoethyloxy, methoxy, ethoxy, t-butoxy, allyloxy, 9-fluorenylmethoxy, 2- (trimethylsilyl) ethoxy, 2,2,2-trichloroethoxy, benzyloxy Is butyryl, iso-butyryl, phenyl or aryl;
R 5 is TL,
T is a bond or a linking entity;
L is a chemical functional group, a conjugate group or a solid support material;
each R 1 and R 2 is independently H, a nitrogen protecting group, substituted or unsubstituted C 1 -C 10 alkyl, substituted or unsubstituted C 2 -C 10 alkenyl, substituted or unsubstituted C 2 -C 10 alkynyl wherein the substitution is OR 3 , SR 3 , NH 3 + , N (R 3 ) (R 4 ), guanidino or acyl, wherein the acyl is an acid amide or an ester;
or R 1 and R 2 together are a nitrogen protecting group or are combined in a ring structure optionally comprising another heteroatom selected from N and O;
or R 1 , T and L together are a chemical functional group;
each R 3 and R 4 is independently H, C 1 -C 10 alkyl, a nitrogen protecting group, or R 3 and R 4 together are a nitrogen protecting group;
or R 3 and R 4 are taken together in a ring structure optionally comprising an additional heteroatom selected from N and O;
Z 4 is OX, SX or N (X) 2 ;
each X is independently H, C 1 -C 8 alkyl, C 1 -C 8 haloalkyl, C (= NH) N (H) R 5 , C (= O) N (H) R 5 or OC (= O) N (H) R 5 is;
R 5 is H or C 1 -C 8 alkyl;
Z 1 , Z 2 and Z 3 comprise a ring system of from about 4 to about 7 carbon atoms or from about 3 to about 6 carbon atoms and 1 or 2 heteroatoms wherein the heteroatoms are selected from oxygen, nitrogen and sulfur and wherein the ring system is aliphatic, unsaturated aliphatic, aromatic or saturated or unsaturated heterocyclic;
Z 5 is alkyl or haloalkyl of about 1 to about 10 carbon atoms, alkenyl of 2 to about 10 carbon atoms, alkynyl of about 2 to about 10 carbon atoms, aryl of 6 to about 14 carbon atoms, N (R 1 ) (R 2 ) OR 1 , Halogen, SR 1 or CN;
each q 1 is independently an integer from 1 to 10;
each q 2 is independently 0 or 1;
q 3 is 0 or an integer from 1 to 10;
q 4 is an integer from 1 to 10;
q is 5 , 1 or 2; and
provided that when q 3 is 0, q 4 is greater than 1.

Typische Substituentengruppen der Formel I sind in der US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen Nr. 09/130,973, eingereicht am 7. Aug. 1998, mit der Bezeichnung „Capped 2'-Oxyethoxy Oligonucleotides" offenbart, die durch Bezugnahme hiermit in ihrer Gesamtheit eingebunden ist.typical Substituent groups of the formula I are described in US Pat. 09 / 130,973, filed Aug. 7, 1998, entitled "Capped 2'-Oxyethoxy oligonucleotides "disclosed by Reference is hereby incorporated in its entirety.

Typische cyclische Substituentengruppen der Formel II sind in der US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen Nr. 09/123,108, eingereicht am 27. Juli 1998, mit der Bezeichnung „RNA Targeted 2'-Modified Oligonucleotides that are Conformationally Preorganized" offenbart, die durch Bezugnahme hiermit in ihrer Gesamtheit eingebunden ist.typical Cyclic substituent groups of the formula II are disclosed in US patent application with application number 09 / 123,108, filed on 27 July 1998, labeled "RNA Targeted 2'-Modified Oligonucleotides that are Conformationally Preorganized "are disclosed by Reference is hereby incorporated in its entirety.

Zu besonders bevorzugten Substituentengruppen gehören O[(CH2)nO]mCH3, O(CH2)nOCH3, O(CH2)nNH2, O(CH2)nCH3, O(CH2)nONH2 und O(CH2)nON[(CH2)nCH3)]2, worin n und m von 1 bis etwa 10 sind.Particularly preferred substituent groups include O [(CH 2 ) n O] m CH 3 , O (CH 2 ) n OCH 3 , O (CH 2 ) n NH 2 , O (CH 2 ) n CH 3 , O (CH 2 ) n ONH 2 and O (CH 2 ) n ON [(CH 2 ) n CH 3 )] 2 wherein n and m are from 1 to about 10.

Einige bevorzugte oligomere Verbindungen der Erfindung enthalten wenigstens ein Nukleosid mit einer der folgenden Substituentengruppen: C1- bis C10-Niederalkyl, substituiertes Niederalkyl, Alkaryl, Aralkyl, O-Alkaryl oder O-Aralkyl, SH, SCH3, OCN, Cl, Br, CN, CF3, OCF3, SOCH3, SO2CH3, ONO2, NO2, N3, NH2, Heterocycloalkyl, Heterocycloalkaryl, Aminoalkylamino, Polyalkylamino, substituiertes Silyl, eine RNA-Spaltgruppe, eine Reportergruppe, ein Interkalator, eine Gruppe zum Verbessern der pharmakokinetischen Eigenschaften einer oligomeren Verbindung oder eine Gruppe zum Verbessern der pharmakodynamischen Eigenschaften einer oligomeren Verbindung und andere Substituenten mit ähnlichen Eigenschaften. Zu einer bevorzugten Modifikation gehört 2'-Methoxyethoxy [2'-O-CH2CH2OCH3, auch bekannt als 2'-O-(2-Methoxyethyl) oder 2'-MOE] (Martin et al., Helv. Chim. Acta, 1995, 78, 486), d.h. eine Alkoxyalkoxygruppe. Eine weitere bevorzugte Modifikation ist 2'-Dimethylaminooxyethoxy, d.h. eine O(CH2)2ON(CH3)2-Gruppe, auch bekannt als 2'-DMAOE. Typische Aminooxy-Substituentengruppen sind in der im Miteigentum befindlichen US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen Nr. 09/344,260, eingereicht am 25. Juni 1999, mit der Bezeichnung „Aminooxy-Functionalized Oligomers"; und einer US-Patentanmeldung mit der Bezeichnung „Aminooxy-Functionalized Oligomers and Methods for Making Same", eingereicht am 9. Aug. 1999, beschrieben, gegenwärtig durch das Rechtsanwalts-Aktenzeichen ISIS-3993 identifiziert, die durch Bezugnahme hiermit in ihrer Gesamtheit eingebunden sind.Some preferred oligomeric compounds of the invention contain at least one nucleoside having one of the following substituent groups: C 1 to C 10 lower alkyl, substituted lower alkyl, alkaryl, aralkyl, O-alkaryl or O-aralkyl, SH, SCH 3 , OCN, Cl, Br , CN, CF 3 , OCF 3 , SOCH 3 , SO 2 CH 3 , ONO 2 , NO 2 , N 3 , NH 2 , heterocycloalkyl, heterocycloalkaryl, aminoalkylamino, polyalkylamino, substituted silyl, an RNA cleavage group, a reporter group, an intercalator , a group for improving the pharmacokinetic properties of an oligomeric compound or a group for improving the pharmacodynamic properties of an oligomeric compound and other substituents having similar properties. A preferred modification includes 2'-methoxyethoxy [2'-O-CH 2 CH 2 OCH 3 , also known as 2'-O- (2-methoxyethyl) or 2'-MOE] (Martin et al., Helv. Chim Acta, 1995, 78, 486), ie an alkoxyalkoxy group. Another preferred modification is 2'-dimethylaminooxyethoxy, ie an O (CH 2 ) 2 ON (CH 3 ) 2 group, also known as 2'-DMAOE. Typical aminooxy substituent groups are described in co-owned U.S. Patent Application Serial No. 09 / 344,260, filed June 25, 1999, entitled "Aminooxy-Functionalized Oligomers", and a U.S. Patent Application entitled "Aminooxy- Functionalized Oligomers"; Functionalized Oligomers and Methods for Making Same ", filed Aug. 9, 1999, currently identified by the Attorney Docket No. ISIS-3993, which is hereby incorporated by reference in its entirety.

Zu anderen bevorzugten Modifikationen gehören 2'-Methoxy (2'-O-CH3), 2'-Aminopropoxy (2'-OCH2CH2CH2NH2) und 2'-Fluor (2'-F). Ähnliche Modifikationen können auch in anderen Positionen an Nukleosiden und Oligomeren vorgenommen werden, insbesondere in der 3'-Position des Zuckers am 3'-terminalen Nukleosid oder in 2'-5'-verbundenen Oligomeren und in der 5'-Position von 5'-terminalem Nukleosid.Other preferred modifications include 2'-methoxy (2'-O-CH 3 ), 2'-aminopropoxy (2'-OCH 2 CH 2 CH 2 NH 2 ) and 2'-fluoro (2'-F). Similar modifications can also be made in other positions on nucleosides and oligomers, in particular in the 3'-position of the sugar on the 3'-terminal nucleoside or in 2'-5'-linked oligomers and in the 5'-position of 5'- terminal nucleoside.

Oligomere können auch Zuckernachahmungen, wie z.B. Cyclobutyl-Einheiten, anstelle des Pentofuranosylzuckers aufweisen. Zu typischen US-Patenten, welche die Herstellung solcher modifizierten Zuckerstrukturen lehren, gehören die US-Patente 4,981,957; 5,118,800; 5,319,080; 5,359,044; 5,393,878; 5,446,137; 5,466,786; 5,514,785; 5,519,134; 5,567,811; 5,576,427; 5,591,722; 5,597,909; 5,610,300; 5,627,0531 5,639,873; 5,646,265; 5,658,873; 5,670,633 und 5,700,920, von denen bestimmte im gemeinschaftlichen Eigentum befindlich sind und die alle durch Bezugnahme hierin eingebunden sind, und die in gemeinschaftlichem Eigentum befindliche US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen Nr. 08/468,037, eingereicht am 5. Juni 1995, ebenfalls durch Bezugnahme hierin eingebunden, sind aber nicht auf diese beschränkt.oligomers can also sugar imitations, e.g. Cyclobutyl units, instead of pentofuranosyl sugar. On typical US patents which teach the preparation of such modified sugar structures include the U.S. Patents 4,981,957; 5,118,800; 5,319,080; 5,359,044; 5,393,878; 5,446,137; 5,466,786; 5,514,785; 5,519,134; 5,567,811; 5,576,427; 5,591,722; 5,597,909; 5,610,300; 5,627.0531 5,639,873; 5,646,265; 5,658,873; 5,670,633 and 5,700,920, some of them in the Community Owned and all of which are incorporated herein by reference and the commonly owned US patent application with reference No 08 / 468,037, filed on 5 June 1995, also incorporated herein by reference, but are not these are limited.

Typische Guanidino-Substituentengruppen, die in Formel III und IV gezeigt sind, sind in der im Miteigentum befindlichen US-Patentanmeldung 09/349,040 mit der Bezeichnung „Functionalized Oligomers", eingereicht am 7. Juli 1999, offenbart, die durch Bezugnahme hiermit in ihrer Gesamtheit eingebunden ist.typical Guanidino substituent groups shown in Formula III and IV are in the co-owned US patent application 09 / 349,040 entitled "Functionalized Oligomers", filed on On July 7, 1999, incorporated herein by reference in their entirety is involved.

Typische Acetamido-Substituentengruppen sind in einer US-Patentanmeldung mit der Bezeichnung „2'-O-Acetamido Modified Monomers and Oligomers", eingereicht am 19. Aug. 1999, gegenwärtig durch das Rechtsanwalts-Aktenzeichen ISIS-4071 identifiziert, offenbart, die durch Bezugnahme hiermit in ihrer Gesamtheit eingebunden ist.typical Acetamido substituent groups are disclosed in a U.S. Patent Application entitled "2'-O-Acetamido Modified Monomers and Oligomers ", filed Aug. 19, 1999, currently by Attorney Docket ISIS-4071, disclosed by reference herein is integrated in its entirety.

Typische Dimethylaminoethyloxyethyl-Substituentengruppen sind in einer internationalen Patentanmeldung mit der Bezeichnung „2'-O-Dimethylaminoethyloxyethyl-Modified Oligonucleotides", eingereicht am 6. Aug. 1999, gegenwärtig durch das Rechtsanwalts-Aktenzeichen ISIS-4045 identifiziert, offenbart, die durch Bezugnahme hiermit in ihrer Gesamtheit eingebunden ist.typical Dimethylaminoethyloxyethyl substituent groups are in an international Patent application entitled "2'-O-Dimethylaminoethyloxyethyl Modified Oligonucleotides " filed Aug. 6, 1999, currently by Attorney Docket ISIS-4045, disclosed by reference herein is integrated in its entirety.

Mehrere 2'-Substituentengruppen verleihen dem Zucker eine 3'-endo-Wellung, wenn sie eingebunden sind. Diese Wellungskonformation unterstützt weiter dabei, die Tm des Oligonukleotids mit seinem Ziel zu erhöhen.Several 2'-substituent groups give the sugar a 3'-endo curl when incorporated. This corrugation conformation further assists in increasing the T m of the oligonucleotide with its target.

Die hohe Bindungsaffinität, die aus der 2'-Substitution resultiert, ist zum Teil dem Umstand zugeschrieben worden, dass die 2'-Substitution eine C3'-endo-Zuckerwellung hervorruft, die dem Oligomer wiederum eine günstige A-förmige Geometrie verleihen kann. Dies ist eine vernünftige Hypothese, da gezeigt wurde, dass die Substitution in der 2'-Position durch eine Vielfalt elektronegativer Gruppen (wie z.B. Fluor und O-Alkyl-Ketten) C3'-endo-Zuckerwellung verursacht (De Mesmaeker et al., Acc. Chem. Res., 1995, 28, 366 bis 374; Lesnik et al., Biochemistry, 1993, 32, 7.832 bis 7.838).The high binding affinity, those from the 2'-substitution has been attributed in part to the fact that the 2'-substitution a C3'-endo sugar curl which in turn gives the oligomer a favorable A-shaped Can give geometry. This is a reasonable hypothesis as shown was that substitution in the 2'-position by a variety of electronegative Groups (such as fluorine and O-alkyl chains) cause C3'-endo sugar curling (De Mesmaeker et al., Acc. Chem. Res., 1995, 28, 366-374; Lesnik et al., Biochemistry, 1993, 32, 7,832 to 7,838).

Außerdem kann bei 2'-Substituenten, die ein Ethylenglycol-Motiv enthalten, eine gauche-Wechselwirkung zwischen den Sauerstoffatomen um die O-C-C-O-Torsion der Seitenkette eine stabilisierende Wirkung auf den Duplex aufweisen (Freier et al., Nucleic Acids Research, (1997) 25:4.429 bis 4.442). Solche Bauche-Wechselwirkungen sind experimentell einige Jahre lang beobachtet worden (Wolfe et al., Acc. Chem. Res., 1972, 5, 102; Abe et al., J. Am. Chem. Soc., 1976, 98, 468). Dieser gauche-Effekt kann zu einer Konfiguration der Seitenkette führen, die für die Duplexbildung günstig ist. Die genaue Natur dieser stabilisierenden Konfiguration ist bisher noch nicht erklärt worden. Obwohl wir nicht an die Theorie gebunden sein möchten, ist es möglich, dass das Halten der O-C-C-O-Torsion in einer einzigen gauche-Konfiguration – und nicht eine zufälligere Verteilung, die in einer Alkyl-Seitenkette erkannt wird – für einen Entropievorteil der Duplexbildung sorgt.In addition, in 2'-substituents containing an ethylene glycol motif, a gauche Wechselwir Between the oxygen atoms to the OCCO torsion of the side chain have a stabilizing effect on the duplex (Freier et al., Nucleic Acids Research, (1997) 25: 4.429 to 4.442). Such Bauche interactions have been experimentally observed for several years (Wolfe et al., Acc. Chem. Res., 1972, 5, 102; Abe et al., J. Am. Chem. Soc., 1976, 98, 468). , This gauche effect can lead to a configuration of the side chain that is favorable for duplex formation. The exact nature of this stabilizing configuration has not yet been explained. While not wishing to be bound by theory, it is possible that retaining the OCCO twist in a single gauche configuration-rather than a random distribution recognized in an alkyl side chain-provides an entropy advantage of duplex formation.

Um die höhere RNA-Affinität von 2'-O-Methoxyethylsubstituierter RNA besser zu verstehen und die Konformationseigenschaften des 2'-O-Methoxyethyl-Substituenten zu untersuchen, wurde ein selbstkomplementäres Dodecamer-Oligonukleotid 2'-O-MOE r(CGCGAAUUCGCG) SEQ ID NO: 13 synthetisiert, kristallisiert und dessen Struktur mit einer Auflösung von 1,7 Angström bestimmt. Die angewendeten Kristallisationsbedingungen waren: 2 mM Oligonukleotid, 50 mM Na-Hepes, pH 6,2 bis 7,5, 10,50 mM MgCl2, 15 % PEG 400. Die Kristalldaten zeigten: Raumgruppe C2, Zellkonstanten a = 41,2 Å, b = 34,4 Å, c = 46,6 Å, β = 92,4°. Die Auflösung betrug 1,7 Å bei –170 °C. Der aktuelle R-Faktor betrug 20 % (Rfree 26 %).To better understand the higher RNA affinity of 2'-O-methoxyethyl-substituted RNA and to study the conformational properties of the 2'-O-methoxyethyl substituent, a self-complementary dodecamer oligonucleotide 2'-O-MOE r (CGCGAAUUCGCG) SEQ ID NO: 13 is synthesized, crystallized, and its structure determined at a resolution of 1.7 Angstroms. The crystallization conditions used were: 2 mM oligonucleotide, 50 mM Na-Hepes, pH 6.2 to 7.5, 10.50 mM MgCl 2 , 15% PEG 400. The crystal data showed: space group C2, cell constant a = 41.2 Å , b = 34.4 Å, c = 46.6 Å, β = 92.4 °. The resolution was 1.7 Å at -170 ° C. The current R-factor was 20% (R free 26%).

Von dieser Kristallstruktur wird angenommen, dass sie die erste Kristallstruktur eines vollständig modifizierten RNA-Oligonukleotid-Analogen ist. Der Duplex nimmt insgesamt eine A-Form-Konformation an, und alle modifizierten Zucker weisen C3'-endo-Wellung auf. Bei den meisten der 2'-O-Substituenten weist der Torsionswinkel um die A'-B'-Bindung, wie unten in Struktur II gezeigt, der Ethylenglycol-Verknüpfung eine gauche-Konformation auf. Bei 2'-O-MOE sind A' und B' der Struktur II unten Methylen-Einheiten des Ethylteils des MOE; und R' ist der Methoxyteil.From This crystal structure is believed to be the first crystal structure one completely modified RNA oligonucleotide analogs is. The duplex assumes an overall A-form conformation, and all Modified sugars have C3'-endo curl on. For most of the 2'-O substituents the torsion angle about the A'-B 'bond, as shown below in Structure II, the ethylene glycol linkage a gauche conformation. For 2'-O-MOE, A 'and B' of structure II below are methylene units of the ethyl moiety of the MOE; and R 'is the methoxy part.

Figure 00340001
Figure 00340001

In dem Kristall nimmt der 2'-O-MOE-RNA-Duplex eine derartige allgemeine Orientierung an, dass die kristallographische 2-fach-Rotationsachse nicht mit der molekularen 2-fach-Rotationsachse übereinstimmt. Der Duplex nimmt die erwartete A-Typ-Geometrie an, und alle 24 2'-O-MOE-Substituenten waren in den Elektronendichtekarten bei voller Auflösung sichtbar. Die Elektronendichtekarten sowie die Temperaturfaktoren von Substituentenatomen zeigen in manchen Fällen Flexibilität des 2'-O-MOE-Substituenten an.In the crystal occupies the 2'-O-MOE RNA duplex such a general orientation that the crystallographic 2-fold rotation axis does not match the molecular 2-fold rotation axis. Of the Duplex assumes the expected A-type geometry and all 24 2'-O-MOE substituents were visible in the electron density maps at full resolution. The electron density maps as well as the temperature factors of substituent atoms show in some cases flexibility of the 2'-O-MOE substituent at.

Die meisten der 2'-O-MOE-Substituenten weisen eine gauche-Konformation um die C-C-Bindung der Ethylverknüpfung auf. In zwei Fällen wird jedoch eine trans-Konformation um die C-C-Bindung festgestellt. Zu Gitterwechselwirkungen in dem Kristall gehören das Packen von Duplices gegen einander über ihre kleinen Furchen. Daher wird bei einigen Resten die Konformation des 2'-O-Substituenten durch Kontakte zu einem benachbarten Duplex beeinflusst. Im Allgemeinen erzeugen Variationen der Konformation der Substituenten (z.B. g+ oder g um die C-C-Bindungen) einen Bereich von Wechselwirkungen zwischen Substituenten, sowohl zwischen Strängen, über die kleine Furche, als auch innerhalb von Strängen. An einem Ort befinden sich Atome von Substituenten von zwei Resten über die kleine Furche in van-der-Waals-Kontakt. In ähnlicher Weise kommt es zu einem engen Kontakt zwischen Atomen von Substituenten zweier benachbarter Reste innerhalb des Stranges.Most of the 2'-O-MOE substituents have a gauche conformation around the CC bond of the ethyl linkage. In two cases, however, a trans conformation around the CC bond is found. Lattice interactions in the crystal include packing duplexes against each other across their small grooves. Therefore, for some residues, the conformation of the 2'-O substituent is affected by contacts to an adjacent duplex. In general, variations in the conformation of the substituents (eg, g + or g - around the C-C bonds) create a range of interactions between substituents, both between strands, across the minor groove, and within strands. At one site are atoms of substituents of two residues across the minor groove in van der Waals contact. Similarly, there is close contact between atoms of substituents of two adjacent residues within the strand.

Vorherig bestimmte Kristallstrukturen von A-DNA-Duplices waren für diejenigen, in die isolierte 2'-O-Methyl-T-Reste eingebunden waren. In den Kristallstrukturen, die oben für die 2'-O-MOE angegeben sind, wurde ein konserviertes Hydratationsmuster für die 2'-O-MOE-Reste festgestellt. Ein einzelnes Wassermolekül lässt sich erkennen, das sich zwischen O2', O3' und dem Methoxy-Sauerstoffatom des Substituenten befindet und Kontakt mit allen dreien zwischen 2,9 und 3,4 Å aufweist. Außerdem sind Sauerstoffatome von Substituenten an mehreren anderen Wasserstoffbrückenbindungskontakten beteiligt. Beispielsweise bildet das Methoxy-Sauerstoffatom eines bestimmten 2'-O-Substituenten über ein verbrückendes Wassermolekül eine Wasserstoffbindung zu N3 eines Adenosins vom gegenüberliegenden Strang aus.Previous certain crystal structures of A-DNA duplexes were for those into the isolated 2'-O-methyl-T radicals were involved. In the crystal structures given above for the 2'-O-MOE a conserved hydration pattern was observed for the 2'-O-MOE residues. A single molecule of water can be recognize that between O2 ', O3 'and the methoxy oxygen atom of the substituent is and contact with all three between 2.9 and 3.4 Å. Furthermore are oxygen atoms of substituents on several other hydrogen bonding contacts involved. For example, the methoxy oxygen atom forms a certain 2'-O-substituents over bridging water molecule a hydrogen bond to N3 of adenosine from the opposite Strand out.

In mehreren Fällen ist ein Wassermolekül zwischen den Sauerstoffatomen O2', O3' und OC' modifizierter Nukleoside eingeschlossen. 2'-O-MOE-Substituenten mit trans-Konformation um die C-C-Bindung der Ethylenglycol-Verknüpfung sind mit engen Kontakten zwischen OC' und N2 eines Guanosins des gegenüberliegenden Stranges assoziiert und durch Wasser vermittelt zwischen OC' und N3(G). Diese Kristallstruktur in Kombination mit den verfügbaren thermodynamischen Daten für Duplices, die 2'-O-MOE-modifizierte Stränge enthalten, ermöglicht die weitere detaillierte Struktur-Stabilitäts-Analyse anderer Antisense-Modifikationen.In several cases is a water molecule between the oxygen atoms O2 ', O3 'and OC' modified nucleosides locked in. 2'-O-MOE substituents with trans conformation around the C-C bond of the ethylene glycol linkage are with close contacts between OC 'and N2 of a guanosine of the opposite Stranges associated and mediated by water between OC 'and N3 (G). These Crystal structure in combination with the available thermodynamic data for duplices, contain the 2'-O-MOE modified strands, allows the further detailed structure-stability analysis of other antisense modifications.

Bei der Ausweitung der kristallographischen Strukturuntersuchungen wurden Molekülmodellierungsexperimente durchgeführt, um weiter erhöhte Bindungsaffinität von Oligonukleotiden mit 2'-O- Modifikationen der Erfindung zu untersuchen. Die Computersimulationen wurden an den obigen Verbindungen mit der SEQ ID NO: 1 durchgeführt, die 2'-O-Modifikationen der Erfindung aufweisen, die sich an jedem Nukleosid des Oligonukleotids befinden. Die Simulationen wurden an dem Oligonukleotid in wässriger Lösung unter Benutzung der AMBER-Kraftfeldmethode (Cornell et al., J. Am. Chem. Soc., 1995, 117, 5.179 bis 5.197) (Modellierungssoftwarepaket von UCSF, San Francisco, CA) durchgeführt. Die Berechnungen wurden mit einem Indigo2-SGI-Gerät (Silicon Graphics, Mountain View, CA) durchgeführt.at the extension of crystallographic structural investigations Molecular modeling experiments carried out, to further increased binding affinity of oligonucleotides with 2'-O modifications of To investigate invention. The computer simulations were sent to the the above compounds having the SEQ ID NO: 1, the 2'-O-modifications of the invention which are attached to each nucleoside of the oligonucleotide are located. The simulations were performed on the oligonucleotide in aqueous solution using the AMBER force field method (Cornell et al., J. Am. Chem. Soc., 1995, 117, 5.179 to 5.197) (modeling software package from UCSF, San Francisco, CA). The calculations were with an Indigo2 SGI device (Silicon Graphics, Mountain View, CA).

Zu weiteren 2'-O-Modifikationen der Erfindung gehören diejenigen, die eine Ringstruktur aufweisen, in die ein zweiatomiger Teil einbezogen ist, der den Atomen A' und B' von Struktur II entspricht. Die Ringstruktur ist in der 2'-Position einer Zuckereinheit eines oder mehrerer Nukleoside angehängt, die in ein Oligonukleotid eingebunden sind. Der 2'-Sauerstoff des Nukleosids bindet an ein Kohlenstoffatom, das dem Atom A' von Struktur II entspricht. Diese Ringstrukturen können aliphatisch, ungesättigt aliphatisch, aromatisch oder heterocyclisch sein. Ein weiteres Atom des Ringes (das dem Atom B' von Struktur II entspricht) trägt ein weiteres Sauerstoffatom oder ein Schwefel- oder ein Stickstoffatom. Dieses Sauerstoff-, Schwefel- oder Stickstoffatom ist mit einem oder mehreren Wasserstoffatomen, Alkyleinheiten oder Halogenalkyl-Einheiten verbunden oder ist Teil einer weiteren chemischen Einheit, wie z.B. einer Ureido-, Carbamat-, Amid- oder Amidin-Einheit. Der Rest der Ringstruktur schränkt die Rotation um die Bindung, die diese beiden Ringatome vereint, ein. Dies unterstützt das Positionieren des „weiteren Sauerstoff-, Schwefel- oder Stickstoffatoms" (Teil der Position R, wie oben beschrieben) derart, dass sich das weitere Atom in großer Nähe zu dem 3'-Sauerstoffatom (O3') des Nukleosids befinden kann.To further 2'-O modifications belonging to the invention those that have a ring structure in which a diatomic Part that corresponds to the atoms A 'and B' of structure II. The ring structure is in the 2 'position of a sugar unit one or more nucleosides attached, which are incorporated into an oligonucleotide are. The 2'-oxygen of the nucleoside binds to a carbon atom belonging to the atom A 'of structure II equivalent. These ring structures may be aliphatic, unsaturated aliphatic, be aromatic or heterocyclic. Another atom of the ring (that the atom B 'of Structure II corresponds) another oxygen atom or a sulfur or a nitrogen atom. This oxygen, sulfur or nitrogen atom is with a or more hydrogen atoms, alkyl moieties or haloalkyl moieties or is part of another chemical entity, e.g. one Ureido, carbamate, amide or amidine moiety. The rest of the ring structure restricts the rotation around the bond that unites these two ring atoms, one. This supports the positioning of the "further Oxygen, sulfur or nitrogen "(part of position R, as described above) such that the further atom is in close proximity to the 3 'oxygen atom (O3 ') of the nucleoside can be located.

Die Ringstruktur kann mit einer Gruppe weiter modifiziert sein, die zum Modifizieren der hydrophilen und hydrophoben Eigenschaften des Ringes, an den sie angehängt ist, und somit der Eigenschaften eines Oligonukleotids, das die 2'-O-Modifikationen der Erfindung enthält, nützlich ist. Weitere Gruppen können gewählt werden, wie Gruppen, die in der Lage sind, eine geladene Struktur anzunehmen, z.B. ein Amin. Dies ist zum Modifizieren der Gesamtladung eines Oligonukleotids, das eine 2'-O-Modifikation der Erfindung enthält, besonders nützlich. Wenn ein Oligonukleotid durch geladene Phosphatgruppen, z.B. Phosphorothioat- oder Phosphodiester-Bindungen, verbunden ist, neutralisiert die Anordnung eines Gegenions an der 2'-O-Modifikation, z.B. einer Aminfunktionalität, die Ladung in der örtlichen Umgebung des Nukleotids, das die 2'-O-Modifikation trägt, örtlich. Solch eine Ladungsneutralisation wird die Aufnahme, Zelllokalisierung und andere pharmakokinetische und pharmokodynamische Wirkungen des Oligonukleotids abändern.The Ring structure may be further modified with a group that for modifying the hydrophilic and hydrophobic properties of the Ringes to which she attached , and thus the properties of an oligonucleotide containing the 2'-O-modifications contains the invention useful is. Other groups can to get voted, like groups that are able to accept a loaded structure e.g. an amine. This is for modifying the total charge of a Oligonucleotide that has a 2'-O-modification contains the invention especially useful. When an oligonucleotide is replaced by charged phosphate groups, e.g. phosphorothioate or phosphodiester bonds, neutralizes the Placement of a counterion at the 2'-O modification, e.g. an amine functionality, the charge in the local Locally of the nucleotide carrying the 2'-O-modification. Such a charge neutralization is the uptake, cell localization and other pharmacokinetic and alter the pharmacodynamic effects of the oligonucleotide.

Zu bevorzugten Ringstrukturen der Erfindung zur Einbeziehung als einer 2'-O-Modifikation gehören Cyclohexyl-, Cyclopentyl- und Phenylringe sowie heterocyclische Ringe, die räumliche Fußabdrücke aufweisen, die denjenigen von Cyclohexyl-, Cyclopentyl- und Phenylringen ähnlich sind. Besonders bevorzugte 2'-O-Substituentengruppen der Erfindung einschließlich einer Abkürzung für jede sind unten aufgeführt:
2'-O-(trans-2-Methoxy-cyclohexyl) --2'-O-(TMCHL)
2'-O-(trans-2-Methoxy-cyclopentyl) --2'-O-(TMCPL)
2'-O-(trans-2-Ureido-cyclohexyl) --2'-O-(TUCHL)
2'-O-(trans-2-Methoxyphenyl) --2'-O-(2MP)
Preferred ring structures of the invention for inclusion as a 2'-O-modification include cyclohexyl, cyclopentyl and phenyl rings as well as heterocyclic rings having spatial footprints similar to those of cyclohexyl, cyclopentyl and phenyl rings. Particularly preferred 2'-O-substituent groups of the invention including an abbreviation for each are listed below:
2'-O- (trans-2-methoxycyclohexyl) -2'-O- (TMCHL)
2'-O- (trans-2-methoxycyclopentyl) -2'-O- (TMCPL)
2'-O- (trans-2-ureido-cyclohexyl) - 2'-O- (TUCHL)
2'-O- (trans-2-methoxyphenyl) -2'-O- (2MP)

Strukturelle Einzelheiten von Duplices, in die solche 2'-O-Substituenten eingebunden sind, wurden unter Benutzung des beschriebenen AMBER-Kraftfeldprogrammes in dem Indigo2-SGI-Gerät analysiert. Die simulierte Struktur bewahrte während der gesamten Dauer der Simulation eine stabile A-Form-Geometrie. Die Gegenwart der 2'-Substitutionen verriegelte die Zucker in der C3'-endo-Korformation.structural Details of duplexes in which such 2'-O-substituents were integrated using the described AMBER force field program analyzed in the Indigo2 SGI device. The simulated structure survived throughout the duration of the Simulation a stable A-shape geometry. The presence of the 2'-substitutions locked the sugars in the C3'-endo-Korformation.

Die Simulation für die TMCHL-Modifikation enthüllte, dass die 2'-O-(TMCHL)-Seitenketten eine direkte Wechselwirkung mit Wassermolekülen, die den Duplex solvatisieren, aufweisen. Die Sauerstoffatome in der 2'-O-(TMCHL)-Seitenkette sind in der Lage, in eine durch Wasser vermittelte Wechselwirkung mit dem 3'-Sauerstoff des Phosphat-Rückgrates zu treten. Die Gegenwart der beiden Sauerstoffatome in der 2'-O-(TMCHL)-Seitenkette ruft günstige gauche-Wechselwirkungen hervor. Durch diese neue Modifikation wird die Barriere für die Rotation um die O-C-C-O-Torsion noch höher. Die vorzugsweise Vororganisation in eine A-Typ-Geometrie erhöht die Bindungsaffinität des 2'-O-(TMCHL) zu der Ziel-RNA. Die verriegelte Seitenkettenkonformation in der 2'-O-(TMCHL)-Gruppe erzeugte eine günstigere Tasche zum Binden von Wassermolekülen. Die Gegenwart dieser Wassermoleküle spielte eine Schlüsselrolle beim Halten der Seitenketten in der bevorzugten gauche-Konformation. Obwohl nicht gewünscht ist, an die Theorie gebunden zu sein, wird das Volumen des Substituenten, die diäquatoriale Orientierung der Substituenten in dem Cyclohexanring, das Hydratationswasser und das Potenzial zum Einschließen von Metallionen in der erzeugten Konformation zusätzlich zu verbesserter Bindungsaffinität und Nukleasebeständigkeit von Oligonukleotiden, in die Nukleoside mit dieser 2'-O-Modifikation eingebunden sind, beitragen.The simulation for TMCHL modification revealed that the 2'-O (TMCHL) side chains interact directly with water molecules that solvate the duplex. The oxygen atoms in the 2'-O- (TMCHL) side chain are capable of entering into a water mediated interaction with the 3 'oxygen of the phosphate backbone. The presence of the two oxygen atoms in the 2'-O- (TMCHL) side chain causes favorable gauche interactions. This new modification will make the bar even higher for the rotation around the OCCO twist. The preferential preorganization into an A-type geometry increases the binding affinity of the 2'-O- (TMCHL) to the target RNA. The locked side-chain conformation in the 2'-O- (TMCHL) group produced a more favorable pocket for binding water molecules. The presence of these water molecules played a key role in keeping the side chains in the preferred gauche conformation. While not wishing to be bound by theory, the volume of the substituent, the equatorial orientation of the substituents in the cyclohexane ring, the water of hydration and the potential for trapping metal ions in the generated conformation, in addition to improved binding affinity and nuclease resistance of oligonucleotides the nucleosides are involved with this 2'-O-modification contribute.

Wie für die obige TMCHL-Modifikation beschrieben, veranschaulichen identische Computersimulationen der 2'-O-(TMCPL)-, der 2'-O-(2MP)- und 2'-O-(TUCHL)-modifizierten Oligonukleotide in wässriger Lösung auch, dass während der gesamten Dauer der Simulation eine stabile A-Form-Geometrie bewahrt werden wird. Die Gegenwart der 2'-Substitution wird die Zucker in der C3'-endo-Konformation verriegeln, und die Seitenketten werden direkte Wechselwirkung mit Wassermolekülen aufweisen, die den Duplex solvatisieren. Die Sauerstoffatome in den jeweiligen Seitenketten sind in der Lage, eine durch Wasser vermittelte Wechselwirkung mit dem 3'-Sauerstoff des Phosphat-Rückgrates zu erzeugen. Die Gegenwart der beiden Sauerstoffatome in den jeweiligen Seitenketten ruft die günstigen gauche-Wechselwirkungen hervor. Durch die jeweilige Modifikation wird die Barriere für die Rotation um die jeweiligen O-C-C-O-Torsinnen noch weiter erhöht. Die bevorzugte Vororganisation in eine A-Typ-Geometrie wird die Bindungsaffinität der jeweiligen 2'-O-modifizierten Oligonukleotide zu der Ziel-RNA erhöhen. Die verriegelte Seitenkettenkonformation in den jeweiligen Modifikationen wird eine zum Binden von Wassermolekülen günstigere Tasche erzeugen. Die Gegenwart dieser Wassermoleküle spielt eine Schlüsselrolle beim Halten der Seitenketten in der bevorzugten gauche-Konformation. Das Volumen des Substituenten, die diäquatoriale Orientierung der Substituenten in ihren jeweiligen Ringen, das Hydratationswasser und das Potenzial zum Einschließen von Metallionen in der erzeugten Konformation werden alle zu verbesserter Bindungsaffinität und Nukleasebeständigkeit von Oligonukleotiden, in die Nukleoside mit dieser jeweiligen 2'-O-Modifikation eingebunden sind, beitragen.As for the The above TMCHL modification illustrate identical ones Computer simulations of 2'-O- (TMCPL), 2'-O- (2MP) and 2'-O- (TUCHL) -modified Oligonucleotides in aqueous Solution too, that while the entire duration of the simulation a stable A-shape geometry will be saved. The presence of 2'-substitution will increase the sugar in the C3 'endo conformation lock, and the side chains are directly interacting with water molecules which solvate the duplex. The oxygen atoms in The respective side chains are capable of a through water mediated interaction with the 3 'oxygen of the phosphate backbone to create. The presence of the two oxygen atoms in the respective Side chains calls the cheap gauche interactions. By the respective modification becomes the barrier for the rotation around the respective O-C-C-O-Torinnen still further increased. The preferred preorganization into an A-type geometry is the binding affinity of the respective 2'-O-modified oligonucleotides increase to the target RNA. The locked side chain conformation in the respective modifications becomes one for binding water molecules favorable Create a bag. The presence of these water molecules plays a key role keeping the sidechains in the preferred gauche conformation. The volume of the substituent, the equatorial orientation of the Substituents in their respective rings, the water of hydration and the potential for inclusion of metal ions in the generated conformation are all improved binding affinity and nuclease resistance of oligonucleotides incorporated into the nucleosides with this respective 2'-O modification are contribute.

Bevorzugt zur Benutzung als die B-Form-Nukleotide zum Auslösen von RNase-H sind Ribonukleotide, die 2'-Desoxy-2'-S-methyl, 2'-Desoxy-2'-methyl, 2'-Desoxy-2'-amino, 2'-Desoxy-2'-mono- oder -dialkylsubstitutiertes Amino, 2'-Desoxy-2'-fluormethyl, 2'-Desoxy-2'-difluormethyl, 2'-Desoxy-2'-trifluormethyl, 2'-Desoxy-2'-methylen, 2'-Desoxy-2'-fluormethylen, 2'-Desoxy-2'-difluormethylen, 2'-Desoxy-2'-ethyl, 2'-Desoxy-2'-ethylen und 2'-Desoxy-2'-acetylen aufweisen. Diese Nukleotide können alternativ als 2'-SCH3-Ribonukleotid, 2'-CH3-Ribonukleotid, 2'-NH2-Ribonukleotid 2'-NH(C1-C2-Alkyl)-Ribonukleotid, 2'-N(C1-C2-Alkyl)2-Ribonukleotid, 2'-CH2F-Ribonukleotid, 2'-CHF2-Ribonukleotid, 2'-CF3-Ribonukleotid, 2'=CH2-Ribonukleotid, '=CHF-Ribonukleotid, 2'=CF2-Ribonukleotid, 2'-C2H5-Ribonukleotid, 2'-CH=CH2-Ribonukleotid, 2'-C=CH-Ribonukleotid bezeichnet werden. Ein weiteres nützliches Ribonukleotid ist eines mit einem Ring, der sich in einer käfigartigen Struktur an dem Ribosering befindet, einschließlich 3',O,4'-C-Methylenribonukleotiden. Solche käfigartigen Strukturen werden den Ribosering in der gewünschten Konformation fixieren.Preferred for use as the B-form nucleotides for eliciting RNase-H are ribonucleotides which are 2'-deoxy-2'-S-methyl, 2'-deoxy-2'-methyl, 2'-deoxy-2'- amino, 2'-deoxy-2'-mono- or -dialkylsubstituted amino, 2'-deoxy-2'-fluoromethyl, 2'-deoxy-2'-difluoromethyl, 2'-deoxy-2'-trifluoromethyl, 2'- Deoxy-2'-methylene, 2'-deoxy-2'-fluoromethylene, 2'-deoxy-2'-difluoromethylene, 2'-deoxy-2'-ethyl, 2'-deoxy-2'-ethylene and 2'-deoxyethylene Having deoxy-2'-acetylene. These nucleotides may alternatively be referred to as 2'-SCH 3 ribonucleotide, 2'-CH 3 ribonucleotide, 2'-NH 2 ribonucleotide 2'-NH (C 1 -C 2 alkyl) ribonucleotide, 2'-N (C 1 -C 2 -alkyl) 2- ribonucleotide, 2'-CH 2 F-ribonucleotide, 2'-CHF 2 ribonucleotide, 2'-CF 3 ribonucleotide, 2 '= CH 2 ribonucleotide,' = CHF ribonucleotide, 2 '= CF 2 ribonucleotide, 2'-C 2 H 5 ribonucleotide, 2'-CH = CH 2 ribonucleotide, 2'-C = CH ribonucleotide. Another useful ribonucleotide is one having a ring located in a cage-like structure on the ribose ring, including 3 ', O, 4'-C-methylene ribonucleotides. Such cage-like structures will fix the ribose ring in the desired conformation.

Außerdem sind zur Benutzung als die B-Form-Nukleotide zum Auslösen von RNase-H Arabinonukleotide, die 2'-Desoxy-2'-cyano, 2'-Desoxy-2'-fluor, 2'-Desoxy-2'-chlor, 2'-Desoxy-2'-brom, 2'-Desoxy-2'-azido, 2'-Methoxy aufweisen, und das unmodifizierte Arabinonukleotid (das ein 2'-OH enthält, das nach oben zu der Base des Nukleotids hin ragt) bevorzugt. Diese Arabinonukleotide können alternativ als 2'-CN-Arabinonukleotid, 2'-F-Arabinonukleotid, 2'-Cl-Arabinonukleotid, 2'-Br-Arabinonukleotid, 2'-N3-Arabinonukleotid, 2'-O-CH3-Arabinonukleotid und Arabinonukleotid bezeichnet werden.Also, for use as the B-form nucleotides for inducing RNase-H are arabinonucleotides which are 2'-deoxy-2'-cyano, 2'-deoxy-2'-fluoro, 2'-deoxy-2'-chloro, 2'-deoxy-2'-bromo, 2'-deoxy-2'-azido, 2'-methoxy, and the unmodified arabinonucleotide (containing a 2'-OH which projects up to the base of the nucleotide) prefers. These arabino nucleotides can alternatively referred to as 2'-CN arabino nucleotide, 2'-F arabino nucleotide, 2'-Cl arabino nucleotide, 2'-Br arabino nucleotide, 2'-N3 -Arabinonukleotid, 2'-O-CH 3 -Arabinonukleotid and arabinonucleotide.

Solche Nukleotide sind über Phosphorothioat-, Phosphorodithioat-, Boranophosphat- oder Phosphodiester-Bindungen mit einander verbunden; besonders bevorzugt ist die Phosphorothioat-Bindung.Such Nucleotides are over Phosphorothioate, phosphorodithioate, boranophosphate or phosphodiester bonds with each other connected; particularly preferred is the phosphorothioate linkage.

Veranschaulichend für die B-Form-Nukleotide zur Benutzung in der Erfindung ist ein 2'-S-Methyl-(2'-SMe)-Nukleotid, das sich in C2'-endo-Konformation befindet. Es kann mit 2'-O-Methyl-(2'-OMe)-Nukleotiden verglichen werden, die sich in einer C3'-endo-Konformation befinden. Besonders geeignet zur Benutzung zum Vergleichen dieser beiden Nukleotide sind molekulardynamische Untersuchungen unter Benutzung eines SGI-Computers [Silicon Graphics, Mountain View, CA] und des AMBER-Modellierungssoftwarepaketes für Computersimulationen [UCSF, San Francisco, CA].Illustrative for the B-form nucleotides for use in the invention is a 2'-S-methyl (2'-SMe) nucleotide, that turns into C2'-endo conformation located. It can with 2'-O-methyl (2'-OMe) nucleotides which are in a C3'-endo conformation. Especially suitable for use in comparing these two nucleotides are molecular dynamics studies using an SGI computer [Silicon Graphics, Mountain View, CA] and the AMBER modeling software package for computer simulations [UCSF, San Francisco, CA].

Ribosekonformationen in C2'-modifizierten Nukleosiden, die S-Methyl-Gruppen enthielten, wurden untersucht. Um den Einfluss von 2'-O-Methyl- und 2'-S-Methyl-Gruppen auf die Konformation von Nukleosiden zu verstehen, bewerteten wir die relativen Energien des 2'-O- und des 2'-S-Methylguanosins zusammen mit normalem Desoxyguanosin und Riboguanosin ausgehend von sowohl C2'-endo- als auch C3'-endo-Konformationen unter Benutzung quantenmechanischer abinitio-Berechnungen. Alle Strukturen waren auf der HF/6-31G*-Stufe voll optimiert, und die Single-Point-Energien mit Elektronenkorrelation wurden auf der MP2/6-31G*//HF/6-31G*-Stufe erhalten. Wie in Tabelle 1 gezeigt, wird die C2'-endo-Konformation von Desoxyguanosin als 0,6 kcal/mol stabiler eingeschätzt als die C3'-endo-Konformation in der Gasphase. Die konformationelle Bevorzugung der C2'-endogegenüber der C3'-endo-Konformation scheint weniger von der Elektronenkorrelation abzuhängen, wie die MP2/6-31G*//HF/6-31G*-Werte erkennen lassen, die auch denselben Unterschied bei der Energie voraussagen. Bei Riboguanosin wird der gegenläufige Trend festgestellt. Auf der HF/6-31G*- und der MP2/6-31G*//HF/6-31G*-Stufe zeigt sich die C3'-endo-Form von Riboguanosin um etwa 0,65 bzw. 1,41 kcal/mol stabiler als die C2'-endo-Form.Ribose conformations in C2'-modified nucleosides containing S-methyl groups were investigated. To understand the influence of 2'-O-methyl and 2'-S-methyl groups on the conformation of nucleosides, we evaluated the relative energies of 2'-O- and 2'-S-methylguanosine together with normal deoxyguanosine and riboguanosine from both C2'-endo and C3'-endo conformations using quantum mechanical abinitio calculations. All structures were fully optimized at the HF / 6-31G * level and the single-point energies with electron correlation were obtained at the MP2 / 6-31G * // HF / 6-31G * level. As shown in Table 1, the C2'-endo conformation of deoxyguanosine is estimated to be 0.6 kcal / mole more stable than the C3'-endo conformation in the gas phase. The conformational preference of the C2'-endo to the C3'-endo conformation appears to be less dependent on the electron correlation, as shown by the MP2 / 6-31G * // HF / 6-31G * values, which also show the same difference in energy predict. For riboguanosine the opposite trend is noted. At the HF / 6-31G * and MP2 / 6-31G * // HF / 6-31G * levels, the C3'-endo form of riboguanosine is approximately 0.65 and 1.41 kcal / mol more stable than the C2'-endo form.

Tabelle 1 Relative Energien* der C3'-endo- und C2'-endo-Konformationen typischer Nukleoside

Figure 00420001
Table 1 Relative energies * of the C3'-endo and C2'-endo conformations of typical nucleosides
Figure 00420001

  • *Energien in kcal/mol bezogen auf die C2'-endo-Konformation* Energies in kcal / mol relative to the C2'-endo conformation

Tabelle 1 enthält auch die relativen Energien von 2'-O-Methylguanosin und 2'-S-Methylguanosin in C2'-endo- und C3'-endo-Konformation. Diese Daten zeigen, dass die elektronische Natur der C2'-Substitution eine bedeutende Auswirkung auf die relative Stabilität dieser Konformationen aufweist. Die Substitution mit der 2'-O-Methylgruppe erhöht die Bevorzugung der C3'-endo-Konformation (im Vergleich zu Riboguanosin) um etwa 0,4 kcal/mol sowohl auf der HF/6-31G*- als auch der MP2/6-31G*//HF/6-31G*-Stufe. Im Gegensatz dazu kehrt die 2'-S-Methylgruppe den Trend um. Die C2'-endo-Konformation ist auf der HF/6-31G*-Stufe um etwa 2,6 kcal/mol günstiger, während derselbe Unterschied auf der MP2/6-31G*//HF/6-31G*-Stufe auf 1,41 kcal/mol verringert ist. Zum Vergleich, und auch um die Genauigkeit der molekularmechanischen Kraftfeldparameter zu beurteilen, die für die 2'-O-Methyl- und 2'-S-Methyl-substituierten Nukleoside benutzt wurden, haben wir die Gasphasenenergien der Nukleoside berechnet. Die Ergebnisse, die in Tabelle 1 angegeben sind, zeigen, dass die berechneten relativen Energien dieser Nukleoside qualitativ gut mit den ab-initio-Berechnungen übereinstimmen.table 1 contains also the relative energies of 2'-O-methylguanosine and 2'-S-methylguanosine in C2'-endo- and C3 'endo conformation. These data show that the electronic nature of the C2 'substitution is a has a significant effect on the relative stability of these conformations. Substitution with the 2'-O-methyl group increases the preference the C3'-endo conformation (in Compared to riboguanosine) by about 0.4 kcal / mol on both the HF / 6-31G * as well as the MP2 / 6-31G * // HF / 6-31G * level. In contrast, the 2'-S-methyl group returns the Trend around. The C2'-endo conformation is about 2.6 kcal / mol cheaper at the HF / 6-31G * level, while the same difference at the MP2 / 6-31G * // HF / 6-31G * level is reduced to 1.41 kcal / mol is. For comparison, and also for the accuracy of the molecular mechanical force field parameters to judge for the 2'-O-methyl and 2'-S-methyl substituted Nucleosides were used, we have the gas phase energies of the nucleosides calculated. The results given in Table 1 show that the calculated relative energies of these nucleosides are qualitative well match the ab initio calculations.

Zusätzliche Berechnungen wurden auch durchgeführt, um die Wirkung der Solvatation auf die relative Stabilität von Nukleosidkonformationen zu messen. Der geschätzte Solvatationseffekt unter Benutzung von HF/6-31G*-Geometrien bestätigt, dass die relative energetische Bevorzugung der vier Nukleoside in der Gasphase auch in der wässrigen Phase bewahrt ist (Tabelle 1). Solvatationseffekte wurden auch unter Benutzung molekulardynamischer Simulationen der Nukleoside in explizitem Wasser untersucht. Anhand dieser Trajektorien kann das Vorherrschen der C2'-endo-Konformation bei Desoxyriboguanosin und 2'-S-Methylriboguanosin festgestellt werden, während Riboguanosin und 2'-O-Methylriboguanosin die C3'-endo-Konformation bevorzugen. Diese Ergebnisse stehen in gutem Einklang mit den verfügbaren NMR-Ergebnissen für 2'-S-Methylribonukleosiden. NMR-Untersuchungen des Zuckerwellungsgleichgewichtes unter Benutzung vicinaler Spinkopplungskonstanten haben gezeigt, dass die Konformation des Zuckerringes in 2'-S-Methylpyrimidin-Nukleosiden einen S-Charakter von durchschnittlich > 75 aufweist, wohingegen die entsprechenden Purin-Analogen eine S-Wellung von durchschnittlich > 90 % aufweisen [Fraser, A., Wheeler, P., Cook, P. D. und Sanghvi, Y. S., J. Heterocycl. Chem., 1993, 30, 1.277 bis 1.287]. Es wurde festgestellt, dass die 2'-S-Methyl-Substitution in Desoxynukleosid der Zuckerkonformation im Vergleich mit Desoxyribonukleosiden mehr konformationelle Festigkeit verleiht.additional Calculations were also performed to determine the effect of solvation on the relative stability of nucleoside conformations. The estimated solvation effect below Using HF / 6-31G * geometries confirmed that the relative energetic Preference of the four nucleosides in the gas phase also in the aqueous Phase is preserved (Table 1). Solvation effects were also under Use of Molecular Dynamics Simulations of Nucleosides in Explicit Water examined. On the basis of these trajectories, the prevalence the C2'-endo conformation at Deoxyriboguanosine and 2'-S-methylriboguanosine be while Riboguanosine and 2'-O-methylriboguanosine prefer the C3'-endo conformation. These results are in good agreement with the available NMR results for 2'-S-methylribonucleosides. NMR studies of the sugar corrugation equilibrium using vicinal spin-coupling constants have shown that the conformation of the sugar ring in 2'-S-methylpyrimidine nucleosides Average S-character> 75 whereas the corresponding purine analogs have an S-corrugation on average> 90 % [Fraser, A., Wheeler, P., Cook, P.D. and Sanghvi, Y. S., J. Heterocycl. Chem., 1993, 30, 1277-2287]. It was determined, that the 2'-S-methyl substitution in deoxynucleoside of sugar conformation compared with deoxyribonucleosides gives more conformational strength.

Strukturelle Merkmale von DNA:RNA-, OMe_DNA:RNA- und SMe_DNA:RNA-Hybriden wurden ebenfalls untersucht. Die mittlere RMS-Abweichung der DNA:RNA-Struktur von den Ausgangshybridkoordinaten zeigt, dass die Struktur über die Dauer der Simulation hinweg mit einer angenäherten mittleren RMS-Abweichung 1,0 Å stabilisiert ist. Diese Abweichung ist zum Teil durch innewohnende Unterschiede in gemittelten Strukturen (d.h. der Ausgangskonformation) und Strukturen im thermischen Gleichgewicht bedingt. Die Änderungen der Zuckerwellungskonformation bei dreien der zentralen Basenpaare dieses Hybrids sind in guter Übereinstimmung mit den Beobachtungen, die bei vorherigen NMR-Untersuchungen gemacht wurden. Die Zucker in dem RNA-Strang bewahren sehr stabile Geometrien in der C3'-endo-Konformation mit Ringwellungswerten von nahezu 0°. Im Gegensatz dazu zeigen die Zucker des DNA-Stranges bedeutende Veränderlichkeit.Structural features of DNA: RNA, OMe_DNA: RNA and SMe_DNA: RNA hybrids were also studied. The mean RMS deviation of the DNA: RNA structure from the starting hybrid coordinates shows that the structure is stabilized over the duration of the simulation with an approximate mean RMS deviation of 1.0 Å. This deviation is partly due to inherent differences in averaged Structures (ie, the initial conformation) and structures in thermal equilibrium. The changes in the sugar well conformation at three of the central base pairs of this hybrid are in good agreement with the observations made in previous NMR studies. The sugars in the RNA strand retain very stable geometries in the C3'-endo conformation with nearly 0 ° ring-wave values. In contrast, the sugars of the DNA strand show significant variability.

Die mittlere RMS-Abweichung der OMe_DNA:RNA beträgt gegenüber der Ausgangs-A-Form-Konformation etwa 1,2 Å, während die SMe_DNA:RNA gegenüber der Ausgangshybridkonformation eine etwas größere Abweichung (etwa 1,8 Å) zeigt. Der SMe_DNA-Strang zeigt auch eine größere Varianz der RMS-Abweichung, was nahelegt, dass die S-Methylgruppe strukturelle Schwankungen hervorrufen kann. Die Zuckerwellungen der RNA-Komplemente bewahren während der gesamten Simulation C3'-endo-Wellung. Wie von den Nukleosid-Berechnungen her erwartet wurde, werden jedoch bedeutende Unterschiede in der Wellung der OMe_DNA- und der SMe_DNA-Stränge festgestellt, wobei der erstgenannte eine C3'-endo- und der letztgenannte eine C1'-exo/C2'-endo-Konformation annehmen.The mean RMS deviation of OMe_DNA: RNA is opposite to the starting A-form conformation about 1.2 Å, while the SMe_DNA: RNA opposite the starting hybrid conformation shows a slightly larger deviation (about 1.8 Å). The SMe_DNA strand also shows a greater variance of the RMS deviation, suggesting that the S-methyl group has structural variations can cause. Preserve the sugar corrugations of the RNA complements while the entire simulation C3'-endo-curl. However, as expected from the nucleoside calculations, they will noted significant differences in the curl of the OMe_DNA and SMe_DNA strands, the former being a C3'-endo and the latter adopt a C1'-exo / C2'-endo conformation.

Auch ist für alle drei Hybridstrukturen eine Analyse der Helixparameter durchgeführt worden, um die Duplexkonformation weiter zu kennzeichnen. Drei der wichtigeren Achsen-Basenpaarparameter, durch die sich die verschiedenen Formen der Duplices unterscheiden, X-Verschiebung, Propellerverdrehung und Neigung, sind in Tabelle 2 angegeben. Eine X-Verschiebung von nahezu null ist gewöhnlich für einen B-Form-Duplex typisch, während eine negative Verschiebung, die ein direktes Maß für die Abweichung der Helix von der Helixachse ist, die Konformation der Struktur stärker A-förmig erscheinen lässt. In A-Form-Duplices variieren diese Werte typischerweise von –4 Å bis –5 Å. Beim Vergleichen dieser Werte von allen drei Hybriden zeigt das SMe_DNA:RNA-Hybrid die größte Abweichung von dem A-Form-Wert, die OMe_DNA:RNA zeigt die kleinste, und die DNA:RNA liegt dazwischen. Ein ähnlicher Trend ist ebenfalls augenscheinlich, wenn die Neigungs- und Propellerverdrehungswerte mit den Parametern der idealen A-Form verglichen werden. Diese Ergebnisse werden ferner durch eine Analyse des Rückgrats und der glycosidischen Torsionswinkel der Hybridstrukturen unterstützt. Glycosidische Winkel (X) von A-Form-Geometrien sind beispielsweise typischerweise in der Nähe von –159°, während B-Form-Werte in der Nähe von –102° liegen. Es wurde festgestellt, dass diese Winkel bei dem OMe_DNA-, DNA- bzw. SMe_DNA-Strang –162°, –133° bzw. –108° betragen. Alle RNA-Komplemente nehmen einen X-Winkel von nahezu –160° an. Außerdem wurden auch „Kurbelwellen"-Transitionen bei den Rückgrat-Torsionen der zentralen UpU-Stufen des RNA-Stranges in den SMe_DNA:RNA- und DNA:RNA-Hybriden festgestellt. Solche Transitionen legen nahe, dass örtliche Konformationsänderungen eintreten können, um eine ungünstigere Gesamtkonformation zu beseitigen. Insgesamt genommen zeigen die Ergebnisse, dass der Grad an A-Charakter in der Reihe OMe_DNA:RNA > DNA:RNA > SMe_DNA:RNA abnimmt, wobei die letzten beiden im Vergleich mit A- und B-Form-Geometrien in stärkerem Maße Zwischenkonformationen annehmen.Also is for all three hybrid structures have been carried out an analysis of the helical parameters, to further label the duplex conformation. Three of the more important Axis-base pair parameters through which the different shapes Duplices differ, X-displacement, Propeller twist and pitch are given in Table 2. A X-displacement of near zero is usually typical for a B-form duplex. while a negative shift, which is a direct measure of the deviation of the helix from the helix axis, the conformation of the structure appears more A-shaped leaves. In A-form duplexes, these values typically vary from -4 Å to -5 Å. At the Comparing these values from all three hybrids shows the SMe_DNA: RNA hybrid the biggest deviation from the A-form value, the OMe_DNA: RNA shows the smallest, and the DNA: RNA is in between. A similar one Trend is also evident when the tilt and propeller rotation values be compared with the parameters of the ideal A-shape. These results are further characterized by an analysis of the backbone and the glycosidic Torsion angle of the hybrid structures supported. Glycosidic angles (X) For example, A-shape geometries are typically in the Near -159 °, while B-shape values near from -102 °. It has been found that these angles in the OMe_DNA, DNA or SMe_DNA strand -162 °, -133 ° or -108 °. All RNA complements assume an X-angle of almost -160 °. In addition, "crankshaft" transitions have also been added the backbone torsions the central UpU stages of the RNA strand detected in the SMe_DNA: RNA and DNA: RNA hybrids. Such transitions suggest that local conformational can enter a less favorable one To eliminate overall conformation. Overall, the show Results that the degree of A character in the series OMe_DNA: RNA> DNA: RNA> SMe_DNA: RNA decreases, the last two compared with A and B shape geometries in stronger Dimensions intermediate conformations accept.

Tabelle 2 Mittlere Helixparameter, abgeleitet aus den letzten 500 ps der Simulationsdauer (anerkannte A- und B-Form-Werte sind zum Vergleich angegeben)

Figure 00460001
Table 2 Mean helical parameters, derived from the last 500 ps of the simulation duration (recognized A and B shape values are given for comparison)
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Die Stabilität von C2'-modifizierten DNA:RNA-Hybriden wurde bestimmt. Obwohl die Gesamtstabilität der DNA:RNA-Hybride von mehreren Faktoren abhängt, einschließlich Sequenzabhängigkeiten und des Puringehaltes in den DNA- oder RNA-Strängen, sind DNA:RNA-Hybride gewöhnlich weniger stabil als RNA:RNA-Duplices und in einigen Fällen sogar weniger stabil als DNA:DNA-Duplices. Die verfügbaren experimentellen Daten schreiben die herabgesetzte Stabilität von DNA:RNA-Hybriden weitgehend dessen Zwischenkonformationsnatur zwischen DNA:DNA-(B-Familie)- und RNA:RNA-(A-Familie)-Duplices zu. Die thermodynamische Gesamtstabilität von Nukleinsäureduplices kann von verschiedenen Faktoren herrühren, einschließlich der Konformation des Rückgrats, Basenpaarungs- und Stapelwechselwirkungen. Obwohl es schwierig ist, die einzelnen thermodynamischen Beiträge zu der Gesamtstabilisierung des Duplexes festzustellen, ist es vernünftig zu argumentieren, dass die Hauptfaktoren, welche die erhöhte Stabilität von Hybridduplices begünstigen, bessere Stapelwechselwirkungen (elektrostatische [π]-[π]-Wechselwirkungen) und günstigere Furchenabmessungen für die Hydratisierung sind. Es ist gezeigt worden, dass die C2'-S-Methyl-Substitution den Hybridduplex destabilisiert. Die bemerkbaren Unterschiede der Anstiegswerte bei den drei Hybriden können eine gewisse Erklärung liefern. Während die 2'-S-Methylgruppe durch hohe Anstiegswerte (≈ 3,2 Å) einen starken Einfluss auf das Verringern der Basenstapelung aufweist, macht die 2'-O-Methylgruppe die Gesamtstruktur kompakter mit einem Anstiegswert, der dem von A-Form-Duplices gleich ist (≈ 2,6 Å). Trotz seiner insgesamt A-förmigen strukturellen Merkmale besitzt die SMe_DNA:RNA-Hybridstruktur einen mittleren Anstiegswert von 3,2 Å, der demjenigen von B-Familie-Duplices ziemlich nahe kommt. Tatsächlich kann festgestellt werden, dass einige örtliche Basenstufen (CG-Stufen) ungewöhnlich hohe Anstiegswerte aufweisen (sogar bis zu 4,5 Å). Daher kann die größere Destabilisierung von 2'-S-Methyl-substituierten DNA:RNA-Hybriden zum Teil schwachen Stapelungswechselwirkungen zugeschrieben werden.The stability of C2'-modified DNA: RNA hybrids was determined. Although the overall stability of the DNA: RNA hybrids depends on several factors, including sequence dependencies and purine content in the DNA or RNA strands, DNA: RNA hybrids are usually less stable than RNA: RNA duplexes and, in some cases, even less stable as DNA: DNA duplexes. Available experimental data attribute the lowered stability of DNA: RNA hybrids largely to its intermediate conformational nature between DNA: DNA (B family) and RNA: RNA (A family) duplexes. The overall thermodynamic stability of nucleic acid duplicates may be due to several factors, including conformation of the backbone, base-pairing, and stacking interactions. Although it is difficult to establish the individual thermodynamic contributions to the overall stabilization of the duplex, it is reasonable to argue that the major factors affecting the increased stability of hybrid favor better stacking interactions (electrostatic [π] - [π] interactions) and more favorable groove dimensions for hydration. It has been shown that the C2'-S-methyl substitution destabilizes the hybrid duplex. The noticeable differences in the rise values in the three hybrids may provide some explanation. While the 2'-S-methyl group has a strong influence on decreasing the base stacking due to high rise values (≈ 3.2 Å), the 2'-O-methyl group makes the whole structure more compact with a slope value similar to that of A-form. Duplices is equal (≈ 2.6 Å). Despite its overall A-shaped structural features, the SMe_DNA: RNA hybrid structure has an average slope of 3.2 Å, which is quite similar to that of B family duplexes. Indeed, it can be noted that some local base levels (CG levels) have unusually high slope values (even up to 4.5 Å). Therefore, the greater destabilization of 2'-S-methyl-substituted DNA: RNA hybrids can be attributed in part to weak stacking interactions.

Es ist postuliert worden, dass RNase-H an die kleine Furche von RNA:DNA-Hybridkomplexen bindet, was eine Zwischenweite der kleinen Furche zwischen idealer A- und B-Form-Geometrie erfordert, um Wechselwirkungen zwischen den Zuckerphosphat-Rückgratatomen und der RNase-H zu optimieren. Eine gründliche Untersuchung der gemittelten Strukturen der Hybridkomplexe unter Benutzung von Computersimulationen enthüllt eine bedeutende Variation der Weitenabmessungen der kleinen Furche, wie in Tabelle 3 gezeigt. Während die O-Methyl-Substitution im Vergleich zu dem normalen DNA:RNA-Komplex zu einer leichten Erhöhung der Weite der kleinen Furche führt, führt die S-Methyl-Substitution zu einer generellen Zusammenziehung (etwa 0,9 Å). Diese Änderungen sind höchstwahrscheinlich durch die bevorzugte Zuckerwellung bedingt, die bei den Antisense-Strängen wahrgenommen wird, die entweder A- oder B-förmige Einzelstrangkonformationen bewirkt. Außer auf Veränderungen der kleinen Furche weisen die Ergebnisse auch auf mögliche Unterschiede in der räumlichen Gestalt der kleinen Furche auf. Die O-Methyl-Gruppe zeigt in die kleine Furche, wohingegen die S-Methyl-Gruppe weg, zur großen Furche hin gerichtet ist. Wesentlichen ist die S-Methyl-Gruppe infolge der C2'-endo-Wellung durch die Basen in die große Furche umgekehrt.It It has been postulated that RNase-H binds to the minor groove of RNA: DNA hybrid complexes bind what is an intermediate of the small furrow between ideal A and B shape geometry requires interactions between the sugar phosphate backbone atoms and to optimize the RNase-H. A thorough examination of the averaged Structures of hybrid complexes using computer simulations reveals one significant variation of the width dimensions of the small furrow, such as shown in Table 3. While the O-methyl substitution compared to the normal DNA: RNA complex to one slight increase in Width of the small furrow leads, leads the S-methyl substitution into a general contraction (approx 0.9 Å). These changes are most likely due to the preferential sugar curling sensed by the antisense strands which is either A- or B-shaped Single-strand conformations effected. Except for changes in the small furrow also point out the results to possible ones Differences in spatial Shape of the small furrow. The O-methyl group points into the small furrow, whereas the S-methyl group away, to the big furrow directed. Essentially, the S-methyl group is due to the C2'endo curl through the bases into the big one Furrow reversed.

Tabelle 3 Weite der kleinen Furche, gemittelt aus den letzten 500 ps der Simulationsdauer

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Table 3 Width of the minor groove, averaged over the last 500 ps of the simulation duration
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Außer den oben beschriebenen Modifikationen können die Nukleotide der Oligonukleotide der Erfindung eine Vielfalt an anderen Modifikationen aufweisen, sofern diese anderen Modifikationen die oben beschriebenen Eigenschaften nicht bedeutend beeinträchtigen. Daher können Nukleotide, die in die Oligonukleotide der Erfindung eingebunden sind, Zuckerteile aufweisen, die natürlich vorkommenden Zuckern oder modifizierten Zuckern entsprechen. Zu typischen modifizierten Zuckern gehören carbocyclische oder acyclische Zucker, Zucker mit Substituentengruppen in ihrer 2'-Position, Zucker mit Substituentengruppen in ihrer 3'-Position und Zucker mit Substituenten anstelle eines oder mehrerer Wasserstoffatome des Zuckers. Andere veränderte Baseneinheiten und veränderte Zuckereinheiten sind in der US-Patentschrift Nr. 3,687,808 und der PCT-Anmeldung PCT/US89/02323 offenbart.Except the Modifications described above may include the nucleotides of the oligonucleotides of the invention have a variety of other modifications, provided these other modifications have the characteristics described above do not significantly affect. Therefore, you can Nucleotides incorporated in the oligonucleotides of the invention are sugars, the naturally occurring sugars or modified sugars. To typical modified Belonging to sugars Carbocyclic or acyclic sugars, sugars with substituent groups in its 2'-position, Sugar with substituent groups in its 3'-position and sugars having substituents in place of one or more hydrogen atoms of sugar. Others changed Base units and altered Sugar units are disclosed in U.S. Patent No. 3,687,808 and the PCT application PCT / US89 / 02323.

Zu veränderten Baseneinheiten oder veränderten Zuckereinheiten gehören auch andere Modifikationen, die mit dem Gedanken dieser Erfindung im Einklang stehen. Solche Oligonukleotide sind am besten als strukturell unterscheidbar von, dennoch funktionell untereinander austauschbar mit, natürlich vorkommenden oder synthetischen Wildtyp-Oligonukleotiden beschrieben. Alle solche Oligonukleotide sind von dieser Erfindung umfasst, sofern sie in wirksamer Weise dazu dienen, die Struktur eines gewünschten RNA- oder DNA-Stranges nachzuahmen. Zu einer Klasse typischer Basenmodifikationen gehört tricyclisches Cytosinanalog, bezeichnet als „G-Klammer" (Lin et al., J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 8.531). Dieses Analoge bildet vier Wasserstoffbrückenbindungen zu einem komplementären Guanin (G) innerhalb einer Helix aus, indem es gleichzeitig die Watson-Crick- und Hoogsteen-Flächen des G als Ziel erkennt. Wenn diese G-Klammer-Modifikation in Phosphorothioat-Oligonukleotide eingebunden ist, erhöht sie die Antisense-Stärke in Zellkultur drastisch. Die Oligonukleotide der Erfindung können auch Phenoxazinsubstituierte Basen des Typs umfassen, der von Flanagan et al., Nat. Biotechnol. 1999, 17(1), 48 bis 52 offenbart ist. Weitere Modifikationen können auch in anderen Positionen in dem Oligonukleotid, insbesondere in der 3'-Position des Zuckers am 3'-terminalen Nukleotid und der 5'-Position des 5'-terminalen Nukleosids vorgenommen werden. Beispielsweise ist in eine weitere Modifikation der Oligonukleotide der Erfindung das chemische Binden einer oder mehrerer Einheiten oder Konjugate an das Oligonukleotid einbezogen, welche die Aktivität, Zellverteilung oder Zellaufnahme des Oligonukleotids erhöhen. Zu solchen Einheiten gehören Lipid-Einheiten, wie z.B. eine Cholesterin-Einheit (Letsinger et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1989, 86, 6.553), Cholsäure (Manoharan et al., Bioorg. Med. Chem. Lett., 1994, 4, 1.053), einen Thioether, z.B. Hexyl-S-tritylthiol (Manoharan et al., Ann. NY Acad. Sci., 1992, 660, 306; Manoharan et al., Bioorg. Med. Chem. Lett., 1993, 3, 2.765), ein Thiocholesterin (Oberhauser et al., Nucl. Acids Res., 1992, 20, 533), eine aliphatische Kette, z.B. Dodecandiol- oder Undecylreste (Saison-Behmoaras et al., EMBO J., 1991, 10, 111; Kabanov et al., FEBS Lett., 1990, 259, 327; Svinarchuk et al., Biochimie, 1993, 75, 49), ein Phospholipid, z.B. Di-hexadecyl-rac-glycerin oder Triethylammonium-1,2-di-O-hexadecyl-rac-glycero-3-H-phosphonat (Manoharan et al., Tetrahedron Lett., 1995, 36, 3.651; Shea et al., Nucl. Acids Res., 1990, 18, 3.777), ein Polyamin oder eine Polyethylenglycol-Kette (Manoharan et al., Nucleosides & Nucleotides, 1995, 14, 969) oder Adamantanessigsäure (Manoharan et al., Tetrahedron Lett., 1995, 36, 3.651), eine Palmityl-Einheit (Mishra et al., Biochim. Biophys. Acta, 1995, 1.264, 229) oder eine Octadecylamin- oder Hexylamino-carbonyl-oxycholesterin-Einheit (Crooke et al., J. Pharmacol. Exp. Ther., 1996, 277, 923), sind aber nicht auf diese beschränkt.Modified base units or altered sugar units include other modifications consistent with the spirit of this invention. Such oligonucleotides are best described as structurally distinct from, yet functionally interchangeable with, naturally occurring or synthetic wild-type oligonucleotides. All such oligonucleotides are encompassed by this invention provided that they function effectively to provide the structure of a desired RNA or RNA Imitate DNA strands. One class of typical base modifications includes tricyclic cytosine analog, termed "G-clamp" (Lin et al., J. Am. Chem Soc, 1998, 120, 8.531) .This analog forms four hydrogen bonds to a complementary guanine (G) within helix, by simultaneously targeting the Watson-Crick and Hoogsteen surfaces of G. When incorporated into phosphorothioate oligonucleotides, this G-clamp modification dramatically increases the antisense potency in cell culture The oligonucleotides of the invention may also include phenoxazine-substituted bases of the type disclosed by Flanagan et al., Nat. Biotechnol 1999, 17 (1), 48 to 52. Further modifications may also be made in other positions in the oligonucleotide, especially in the 3'-position For example, in a further modification of the oligonucleotides of the invention, the chem include binding to the oligonucleotide of one or more moieties or conjugates which increase the activity, cell distribution or cell uptake of the oligonucleotide. Such moieties include lipid moieties such as a cholesterol moiety (Letsinger et al., Proc Natl Acad Sci USA, 1989, 86, 6,553), cholic acid (Manoharan et al., Bioorg. Med. Lett., 1994, 4, 1053), a thioether, eg, hexyl-S-trityl thiol (Manoharan et al., Ann. NY Acad Sci., 1992, 660, 306; Manoharan et al., Bioorg. Med. Lett., 1993, 3, 2,765), a thiocholesterol (Oberhauser et al., Nucl. Acids Res., 1992, 20, 533), an aliphatic chain, eg dodecanediol or undecyl radicals (Saison-Behmoaras et al., EMBO J , 1991, 10, 111; Kabanov et al., FEBS Lett., 1990, 259, 327; Svinarchuk et al., Biochimie, 1993, 75, 49), a phospholipid, eg, di-hexadecyl-rac-glycerol or triethylammonium 1,2-di-O-hexadecyl-rac-glycero-3-H-phosphonate (Manoharan et al., Tetrahedron Lett., 1995, 36, 3.651; Shea et al., Nucl. Acids Res., 1990, 18 , 3.777), a polyamine or a polyethylene glycol chain (Manoharan et al., Nucleosides & Nucleotides, 1995, 14, 969) or adamantaneacetic acid (M Anoharan et al., Tetrahedron Lett., 1995, 36, 3.651), a palmityl moiety (Mishra et al., Biochim. Biophys. Acta, 1995, 1.264, 229) or an octadecylamine or hexylamino-carbonyl-oxycholesterol unit (Crooke et al., J. Pharmacol. Exp. Ther., 1996, 277, 923), but are not limited thereto.

Menschliche RNase-H1 weist eine starke Positionsbevorzugung bei der Spaltung auf, d.h. sie spaltet 8 bis 12 Nukleotide von dem 5'-RNA:3'-DNA-Terminus des Duplexes. Innerhalb des bevorzugten Spaltortes weist das Enzym eine mäßige Sequenzbevorzugung auf, wobei GU ein bevorzugtes Dinukleotid ist. Die RNA:DNA-Duplex-Mindestlänge, die Spaltung unterstützt, beträgt 6 Basenpaare, und die RNA:DNA-Mindest-„Lückengröße", die Spaltung unterstützt, beträgt 5 Basenpaare.human RNase-H1 has a strong positional preference for cleavage on, i. it cleaves 8 to 12 nucleotides from the 5 'RNA: 3' DNA terminus of the Duplex. Within the preferred cleavage site, the enzyme has a moderate sequence preference where GU is a preferred dinucleotide. The RNA: DNA duplex minimum length, the Splitting supports, is 6 base pairs, and the RNA: DNA minimum "gap size" that supports cleavage is 5 base pairs.

Eigenschaften gereinigter menschlicher RNase-H1Properties purified human RNase H1

Die Auswirkungen unterschiedlicher Reaktionsbedingungen auf die Aktivität menschlicher RNase-H1 wurden beurteilt (1). Der optimale pH-Wert für das Enzym betrug sowohl in Tris-HCl- als auch in Phosphatpuffern 7,0 bis 8,0. Bei pH-Werten oberhalb von 8,0 war die Enzymaktivität verringert. Dies könnte jedoch durch die Instabilität des Substrats oder durch Einwirkungen auf das Enzym oder durch beides bedingt sein. Um den möglichen Beitrag von Änderungen der Ionenstärke auf die bei unterschiedlichen pH-Werten festgestellten Aktivitäten zu beurteilen, wurden zwei Puffer, NaHPO4 und Tris-HCl, bei einem pH-Wert von 7,0 untersucht und ergaben die gleiche Enzymaktivität, obwohl die Ionenstärken unterschiedlich waren. Die Enzymaktivität wurde durch Erhöhen der Ionenstärke (1B) und durch N-Ethylmaleamid (1C) gehemmt. Die Enzymaktivität erhöhte sich, wenn die Temperatur von 25 auf 42 °C erhöht wurde (1D). Mg2+ stimulierte die Enzymaktivität, wobei die optimale Konzentration 1 mM betrug. In höheren Konzentrationen wirkte Mg2+ hemmend (1E). In der Gegenwart von 1 mM Mg2+ wirkte Mn2+ in allen geprüften Konzentrationen hemmend (1F). Das gereinigte Enzym war ziemlich stabil und leicht zu handhaben. Tatsächlich konnte das Enzym ohne bedeutenden Verlust an Aktivität gesiedet und rasch oder langsam abgekühlt werden (1D). Die Anfangsgeschwindigkeiten der Spaltung wurden für vier Duplexsubstrate gleichzeitig untersucht. Die Anfangsgeschwindigkeit der Spaltung bei einem Phosphodiester-DNA:RNA-Duplex betrug 1.050 ± 203 pmol·l–1·min–1 (Tabelle 4A). Die Anfangsgeschwindigkeit der Spaltung bei einem Phosphorothioat-Oligodesoxynukleotid-Duplex war etwa viermal größer als diejenige desselben Duplexes, der ein Phosphodiester-Rntisense-Oligodesoxynukleotid umfasste (Tabelle 4A). Die Anfangsgeschwindigkeiten für 17-mer- und 20-mer-Substrate mit verschiedenen Sequenzen waren gleich (Tabelle 4B). Wenn jedoch ein 25-mer-Heteroduplex, der die 17-mer-Sequenz im Zentrum des Duplexes enthielt, verdaut wurde (RNA 3), war die Geschwindigkeit um 50 % höher. Interessant ist, dass die Km des Enzyms bei dem 25-mer-Duplex 40 % geringer war als diejenige bei dem 17-mer, während die Vmax bei beiden Duplices dieselbe waren (siehe Tabelle 6), was nahelegt, dass mit der Vergrößerung der Länge eine große Anzahl von Spaltorten verfügbar ist, was eine Erhöhung der Anzahl an produktiven Bindungswechselwirkungen zwischen dem Enzym und dem Substrat ergibt. Infolgedessen ist bei dem längeren Duplex eine niedrigere Substratkonzentration erforderlich, um eine Spaltgeschwindigkeit zu erzielen, die derjenigen bei dem kürzeren Duplex gleich ist.The effects of different reaction conditions on the activity of human RNase H1 were assessed ( 1 ). The optimum pH for the enzyme was 7.0 to 8.0 in both Tris-HCl and phosphate buffers. At pH's above 8.0, enzyme activity was reduced. However, this could be due to the instability of the substrate or to effects on the enzyme or both. To assess the potential contribution of changes in ionic strength to the activities observed at different pH values, two buffers, NaHPO 4 and Tris-HCl, were tested at pH 7.0 and gave the same enzyme activity, although ionic strengths were different. The enzyme activity was increased by increasing the ionic strength ( 1B ) and by N-ethylmaleamide ( 1C ) inhibited. The enzyme activity increased when the temperature was raised from 25 to 42 ° C ( 1D ). Mg 2+ stimulated enzyme activity, the optimal concentration being 1 mM. In higher concentrations, Mg 2+ was inhibitory ( 1E ). In the presence of 1 mM Mg 2+, Mn 2+ was inhibitory at all concentrations tested ( 1F ). The purified enzyme was quite stable and easy to handle. In fact, the enzyme could be boiled and rapidly or slowly cooled without significant loss of activity ( 1D ). The initial rates of cleavage were investigated simultaneously for four duplex substrates. The initial rate of cleavage for a phosphodiester DNA: RNA duplex was 1050 ± 203 pmol·l -1 · min -1 (Table 4A). The initial rate of cleavage in a phosphorothioate oligodeoxynucleotide duplex was about four times greater than that of the same duplex containing a phosphodiester antisense oligodeoxynucleotide (Table 4A). The initial rates for 17-mer and 20-mer substrates with different sequences were the same (Table 4B). However, when a 25-mer heteroduplex containing the 17mer sequence at the center of the duplex was digested (RNA 3), the rate was 50% higher. Interestingly, the Km of the enzyme in the 25-mer duplex was 40% lower than that of the 17-mer, while the Vmax were the same for both duplexes (see Table 6), suggesting that with the increase in length a large number of cleavage sites is available, resulting in an increase in the number of productive binding interactions between the enzyme and the substrate. As a result, the longer duplex requires a lower substrate concentration to achieve a nip speed equal to that at the shorter duplex.

Um die Substratspezifität menschlicher RNase-H1 besser zu kennzeichnen, wurden Duplices untersucht, in denen das Antisense-Oligonukleotid in der 2'-Position modifiziert war. Wie vorher für E.-coli-RNase-H1 beschrieben, war menschliche RNase-H1 nicht in der Lage, Substrate mit 2'-Modifikationen an dem Spaltort des Antisense-DNA-Stranges oder des Sense-RNA-Stranges zu spalten (Tabelle 5). Beispielsweise betrug die Anfangsgeschwindigkeit der Spaltung eines Duplexes, der ein Phosphorothioat-Oligodesoxynukleotid und dessen Komplement enthielt, 3.400 pmol·l–1·min–1, während diejenige seines 2'-Propoxymodifizierten Analogen nicht nachweisbar war (Tabelle 5). Ein Duplex, der einen vollständig modifizierten 2'-Methoxy-Antisense-Strang umfasste, unterstützte ebenfalls keine Spaltung (Tabelle 5). Die Anordnung von 2'-Methoxy-Modifikationen um eine zentrale Region von Oligodesoxynukleotiden verringerte die Anfangsgeschwindigkeit (Tabelle 5). Je kleiner die zentrale Oligodesoxynukleotid-„Lücke" war, desto geringer war die Anfangsgeschwindigkeit. Das kleinste „Gapmer", bei dem die Spaltung gemessen werden konnte, war eine 5-Desoxynukleotid-Lücke. Diese Daten stimmen in hohem Maße mit Beobachtungen überein, die wir früher für E.-coli-RNase-H1 beschrieben haben, mit der Ausnahme, dass die Mindest-Lückengröße für das bakterielle Enzym 4 Desoxynukleotide betrug.To better characterize the substrate specificity of human RNase H1, duplexes were examined in which the antisense oligonucleotide was modified in the 2'-position. As previously described for E. coli RNase H1, human RNase H1 was unable to cleave substrates with 2 'modifications at the cleavage site of the antisense DNA strand or the sense RNA strand (Table 5) ). For example, the initial rate of cleavage of a duplex containing a phosphorothioate oligodeoxynucleotide and its complement was 3,400 pmol.l- 1 min- 1 while that of its 2'-propoxymodified analog was undetectable (Table 5). A duplex comprising a fully modified 2'-methoxy antisense strand also did not support cleavage (Table 5). The placement of 2'-methoxy modifications around a central region of oligodeoxynucleotides reduced the initial rate (Table 5). The smaller the central oligodeoxynucleotide "gap" was, the lower the initial rate was, and the smallest "gapmer" at which the cleavage could be measured was a 5-deoxynucleotide gap. These data are highly consistent with observations previously reported for E. coli RNase H1, except that the minimum gap size for the bacterial enzyme was 4 deoxynucleotides.

Die Km und die Vmax von menschlicher RNase-H1 für drei Substrate sind in Tabelle 6 gezeigt. Die Km-Werte für alle drei Substrate waren wesentlich niedriger als diejenigen von E.-coli-RNase-H1 (Tabelle 6). Wie vorher für E.-coli-RNase-H1 angegeben, war die Km bei einem Phosphorothioathaltigen Duplex niedriger als diejenige bei einem Phosphodiester-Duplex. Die Vmax des menschlichen Enzyms war 30-fach geringer als diejenige des E.-coli-Enzyms. Die Vmax bei dem Phosphorothioat-haltigen Substrat war niedriger als bei dem Phosphodiester-Duplex. Dies ist wahrscheinlich durch die Hemmung des Enzyms bei höheren Konzentrationen durch überschüssiges einsträngiges Phosphorothioat-Oligonukleotid bedingt, da die Anfangsgeschwindigkeit der Spaltung bei einem Phosphorothioat-haltigen Duplex in der Tat größer als bei dem Phosphodiester war (Tabelle 4).The Km and the Vmax of human RNase-H1 for three substrates are in Table 6 shown. The Km values for all three substrates were much lower than those of E. coli RNase H1 (Table 6). As previously stated for E. coli RNase H1, the Km was at one Phosphorothioate containing duplex lower than that in one Phosphodiester duplex. The Vmax of the human enzyme was 30-fold lower than that of the E. coli enzyme. The Vmax in the phosphorothioate-containing Substrate was lower than the phosphodiester duplex. This is probably by inhibiting the enzyme at higher concentrations due to excess single-stranded phosphorothioate oligonucleotide, since the initial rate of cleavage in a phosphorothioate-containing Duplex indeed larger than where the phosphodiester was (Table 4).

Bindungsaffinität und -spezifitätBinding affinity and specificity

Um die Bindungsaffinität menschlicher RNase-H1 zu beurteilen, wurde ein kompetitiver Spaltungsassay angewendet, bei dem zunehmende Konzentrationen nichtspaltbarer Substrate zugegeben wurden. Bei Benutzung dieses Ansatzes ist die Ki formell gleichwertig der Ki für die kompetierenden Substrate. Lineweaver-Burk-Analysen zeigten, dass von den untersuchten nichtspaltbaren Substraten, alle Hemmstoffe, die in Tabelle 7 gezeigt sind, kompetitiv waren (Daten nicht dargestellt). Ein Duplex, der ein Phosphodiester-Oligodesoxynukleotid enthielt, hybridisierte mit einem Phosphodiester-2'-methoxy-Oligonukleotid, da das nichtspaltbare Substrat als DNA:RNA am ähnlichsten angesehen wird. Tabelle 7 zeigt die Ergebnisse dieser Untersuchungen und vergleicht sie mit vorher angegebenen Ergebnissen für das E.-coli-Enzym solcher, die unter ähnlichen Bedingungen durchgeführt wurden. Es ist deutlich, dass die Affinität des menschlichen Enzyms zu seinem DNA:RNA-artigen Substrat (DNA:2'-O-Me) wesentlich größer war als diejenige des E.-coli-Enzyms, was mit den Unterschieden bei Km im Einklang steht (Tabelle 6).Around the binding affinity to assess human RNase H1 became a competitive cleavage assay applied, with increasing concentrations of non-cleavable substrates were added. Using this approach, the ki is formal equivalent to the ki for the competing substrates. Lineweaver-Burk analyzes showed that of the investigated non-cleavable substrates, all inhibitors, shown in Table 7 were competitive (data not shown). A duplex containing a phosphodiester oligodeoxynucleotide, hybridized with a phosphodiester 2'-methoxy oligonucleotide because the non-cleavable substrate as DNA: RNA most similar is seen. Table 7 shows the results of these studies and compares them to previously reported results for the E. coli enzyme those under similar Conditions performed were. It is clear that the affinity of the human enzyme too its DNA: RNA-like substrate (DNA: 2'-O-Me) was substantially larger than that of the E. coli enzyme, which consistent with the differences in Km (Table 6).

E.-coli-RNase-H1 weist etwa die gleiche Affinität zu RNA:RNA-, RNA:2'-O-Me- und DNA:2'-O-Me-Duplices auf (Tabelle 7). Das menschliche Enzym weist ähnliche Bindungseigenschaften auf, ist jedoch stärker befähigt, zwischen verschiedenen Duplices zu unterscheiden. Beispielsweise war die Kd für RNA:RNA etwa 5-fach niedriger als die Kd für DNA:2'-O-Me. Dies ist ferner durch die Kd für den RNA:2'-F-Duplex gezeigt. Die Kd bei dem DNA:2'-F-Duplex war leicht größer als diejenige bei dem RNA:2'-F-Duplex und dem RNA:RNA-Duplex, aber deutlich niedriger als bei anderen Duplices. Somit können beide Enzyme als doppelsträngige, RNA-bindende Proteine angesehen werden. Menschliche RNase-H1 ist jedoch etwas weniger spezifisch für Duplices im Vergleich zu einsträngigen Oligonukleotiden als das E.-coli-Enzym. Das Enzym band an einsträngige RNA und DNA 20-fach weniger gut als an einen RNA:RNA-Duplex, während das E.-coli-Enzym an einsträngige DNA fast 600-fach weniger als an einen RNA:RNA-Duplex band (Tabelle 7). Die Affinität eines einsträngigen Phosphorothioat-Oligodesoxynukleotids zu beiden Enzymen stand in signifikantem Verhältnis zu der Affinität zu dem natürlichen Substrat und bedingt die Hemmung der Enzyme durch Angehörige dieser Klasse von Oligonukleotiden. Bemerkenswert ist, dass menschliche RNase-H1 die größte Affinität zu einem einsträngigen Phosphorothioat-Oligodesoxynukleotid aufwies. Somit ist dieses nichtspaltbare Substrat ein sehr wirkungsvoller Hemmer des Enzyms, und überschüssiger Phosphorothioat-Antisense-Wirkstoff in Zellen könnte stark hemmend wirken.E. coli RNase H1 has about the same affinity to RNA: RNA, RNA: 2'-O-Me- and DNA: 2'-O-Me duplexes on (Table 7). The human enzyme has similar binding properties but is more capable between different duplexes. For example, the Kd for RNA: RNA about 5-fold lower than the Kd for DNA: 2'-O-Me. This is further by the Kd for the RNA: 2'-F duplex shown. The Kd in the DNA: 2'-F duplex was light greater than the one at the RNA: 2'-F duplex and the RNA: RNA duplex, but much lower than other duplexes. Thus both can Enzymes as double-stranded, RNA-binding Proteins are considered. However, human RNase H1 is something less specific to duplicates compared to single-stranded Oligonucleotides as the E. coli enzyme. The enzyme bound to single-stranded RNA and DNA 20 fold less well than an RNA: RNA duplex, while the E. coli enzyme to single-stranded DNA nearly 600-fold less than an RNA: RNA duplex band (Table 7). The affinity a single-stranded one Phosphorothioate oligodeoxynucleotide to both enzymes was in significant proportion to the affinity to the natural Substrate and causes the inhibition of enzymes by members of these Class of oligonucleotides. It is noteworthy that human RNase-H1 has the greatest affinity for one stranded Phosphorothioate oligodeoxynucleotide had. Thus, this non-cleavable substrate is a very effective one Inhibitor of the enzyme, and excess phosphorothioate antisense drug in cells could strongly inhibiting effect.

Orts- und Sequenzbevorzugung bei der SpaltungLocal and Sequence preference in cleavage

2 zeigt das Spaltungsmuster für RNA im Duplex mit seinem Phosphorothioat-Oligodesoxynukleotid und das Muster für mehrere Gapmere. Bei dem Elternduplex erfolgte die RNA-Spaltung an einem einzelnen Hauptort, wobei Nebenspaltung an mehreren Orten 3' zu diesem Haupt-Spaltort wahrgenommen wurde, der 8 Nukleotide von dem 5'-Terminus der RNA war. Beachte, dass der bevorzugte Ort an einem GU-Dinukleotid war. Die Spaltung mehrerer „Gapmere" erfolgte langsamer, und der Haupt-Spaltort war in einer anderen Position als beim Eltern-Duplex. Im Gegensatz zu den Beobachtungen, die wir für E.-coli-RNase-H1 gemacht haben, trat ferner der Haupt-Spaltort in Gapmeren, die mit menschlicher RNase-H1 behandelt wurden, in dem Nukleotid nicht auf, das dem Nukleotid hinzugefügt war, dass dem ersten 2'-Methoxy-Nukleotid in dem Flügel, der mit dem 3'-Teil der RNA hybridisiert war, benachbart ist. 2 shows the cleavage pattern for RNA in duplex with its phosphorothioate oligodeoxynucleotide and the pattern for several gapmers. In the parent duplex RNA cleavage was performed on a single major site, with side cleavage at multiple sites 3 'to this major cleavage site being 8 nucleotides from the 5' terminus of the RNA. Note that the preferred site was a GU dinucleotide. The cleavage of several "gapmers" was slower and the major cleavage site was in a different position than the parent duplex, and in contrast to the observations we made for E. coli RNase H1, the main Cleavage site in gapmer treated with human RNase H1 in the nucleotide added to the nucleotide that the first 2'-methoxy nucleotide in the wing hybridized with the 3 'part of the RNA, is adjacent.

Um die Orts- und Sequenzspezifitäten menschlicher RNase-H1 zu beurteilen, wurde die Spaltung von Substraten, gezeigt in 3 und 4, untersucht. In 3 ist die Sequenz der RNA unter den Sequenzierungsgelen gezeigt, und die Länge und Position des komplementären Phosphodiester-Oligodesoxynukleotids sind durch die durchgezogene Linie unter der RNA-Sequenz angezeigt. Diese Figur zeigt mehrere wichtige Eigenschaften des Enzyms. Erstens war der Haupt-Spaltort durchweg 8 bis 9 Nukleotide von dem 5'-RNA:3'-DNA-Terminus des Duplexes, ungeachtet ob einsträngige 5'- oder 3'-RNA-Überhänge vorhanden waren. Zweitens war das Enzym wie E.-coli-RNase-H1 in der Lage, einsträngige Regionen von RNA in Nachbarschaft zu dem 3'-Terminus eines RNA:DNA-Duplexes zu spalten. Drittens betrug die Duplex-Mindestlänge, die jede Spaltung unterstützt, etwa 6 Nukleotide. RNase-Schutzassays wurden benutzt, um zu bestätigen, dass die kürzeren Duplices unter den Bedingungen des Assays vollständig hybridisiert wurden, sodass die festgestellten Unterschiede nicht durch das Versagen beim Hybridisieren bedingt waren. Um sicherzustellen, dass der 6-Nukleotid-Duplex vollständig hybridisiert wurde, wurden die Reaktionen bei einem DNA:RNA-Verhältnis von 50:1 durchgeführt (Daten nicht gezeigt). Viertens zeigt die Figur, dass bei Duplices, die kleiner als die neun Basenpaare sind, je kleiner der Duplex ist, desto kleiner die Spaltungsgeschwindigkeit ist. Fünftens befand sich der bevorzugte Spaltort an einem GU-Dinukleotid.To assess the location and sequence specificities of human RNase H1, cleavage of substrates shown in FIG 3 and 4 , examined. In 3 For example, the sequence of RNA under the sequencing gels is shown, and the length and position of the complementary phosphodiester oligodeoxynucleotide are indicated by the solid line below the RNA sequence. This figure shows several important properties of the enzyme. First, the major cleavage site was consistently 8 to 9 nucleotides from the 5 'RNA: 3' DNA terminus of the duplex, regardless of whether single stranded 5 'or 3' RNA overhangs were present. Second, the enzyme, such as E. coli RNase H1, was able to cleave single-stranded regions of RNA adjacent to the 3 'terminus of an RNA: DNA duplex. Third, the minimum duplex length that supports each cleavage was about 6 nucleotides. RNase protection assays were used to confirm that the shorter duplexes were fully hybridized under the assay conditions so that the differences noted were not due to hybridization failure. To ensure that the 6-nucleotide duplex was fully hybridized, the reactions were performed at a DNA: RNA ratio of 50: 1 (data not shown). Fourth, the figure shows that for duplexes smaller than the nine base pairs, the smaller the duplex, the smaller the cleavage rate. Fifth, the preferred cleavage site was on a GU dinucleotide.

Die Orts- und Sequenzspezifitäten sind in 4 weiter untersucht. Dass das Enzym geringe Sequenzbevorzugung aufweist, ist durch Vergleichen der Geschwindigkeiten und Orte der Spaltung bei den Duplices A, C und D gezeigt. In allen Fällen war der bevorzugte Ort der Spaltung, ungeachtet der Sequenz, 8 bis 12 Nukleotide von dem 5'-RNA:3'-DNA-Terminus des Duplexes. Der Vergleich des Spaltungsmusters bei den Duplices A und B zeigt, dass die Spaltung an der Nukleotidposition 8 bis 12 erfolgte, selbst wenn RNA-Überhänge vorhanden waren, wie auch in 3 gezeigt. Die Spaltung von Duplex F zeigte, dass der Spaltort beibehalten wurde, selbst wenn 5'- und 3'-DNA-Überhänge vorhanden waren. In einem längeren Substrat, Duplex G, war der Haupt-Spaltort immer noch 8 bis 12 Nukleotide von dem Terminus des Duplexes. Jedoch wurden Neben-Spaltorte in der gesamten RNA festgestellt, was nahelegt, dass dieses Substrat das Binden von mehr als einem Enzymmolekül pro Substrat unterstützen könnte, dass aber der bevorzugte Ort nahe bei dem 5'-RNA:3'-DNA-Terminus war. Abschließend schien optimale Spaltung zu erfolgen, wenn ein GU-Dinukleotid sich 8 bis 12 Nukleotide von dem 5'-RNA:3'-DNA-Terminus des Duplexes befand.The location and sequence specificities are in 4 further investigated. That the enzyme has low sequence preference is shown by comparing the rates and sites of cleavage at duplexes A, C and D. In all cases, the preferred site of cleavage, regardless of sequence, was 8 to 12 nucleotides from the 5 'RNA: 3' DNA terminus of the duplex. Comparison of the cleavage pattern at Duplices A and B shows that cleavage occurred at nucleotide positions 8 through 12, even when RNA overhangs were present, as well as in 3 shown. Cleavage of duplex F showed that the cleavage site was retained even when 5 'and 3' DNA overhangs were present. In a longer substrate, duplex G, the major cleavage site was still 8 to 12 nucleotides from the terminus of the duplex. However, minor cleavage sites were detected throughout the RNA, suggesting that this substrate might support the binding of more than one enzyme molecule per substrate, but that the preferred site was close to the 5 'RNA: 3' DNA terminus. Finally, optimal cleavage appeared to occur when a GU dinucleotide was 8 to 12 nucleotides from the 5 'RNA: 3' DNA terminus of the duplex.

Um sowohl den Mechanismus der Spaltung als auch die Prozessivität der Spaltung anzugehen, wurde die Spaltung von 5'-markierten und 3'-markierten Substraten verglichen (5). Zeile C zeigt, dass die CIP-Behandlung vor und nach der Verdauung mit menschlicher RNase-H1 eine Veränderung der Beweglichkeit der verdauten Fragmente ergab, was nahelegt, dass menschliche RNase-H1 Spaltprodukte mit 5'-Phosphaten erzeugt. Somit ist sie in dieser Hinsicht E.-coli-RNase-H1 ähnlich. Eine zweite verblüffende Beobachtung ist, dass die Anfügung von pC an das 3'-Ende der RNA eine Veränderung der Position des bevorzugten Spaltortes verursachte (A zu B oder C). Die vier Spaltorte in dem Zentrum des Duplexes, die mit einer 5'-Phosphat-markierten RNA festgestellt wurden, wurden in 3'-pC-markierten Substraten festgestellt. Der Haupt-Spaltort verschob sich jedoch vom Basenpaar 8 zum Basenpaar 12. Interessanterweise war die Sequenz an beiden Orten GU. Daher ist es denkbar, dass das Enzym eine Position 8 bis 12 Nukleotide von dem 5'-RNA:3'-DNA-Terminus wählt, dann an einem bevorzugten Dinukleotid wie GU spaltet. Drittens zeigt diese Figur unter Berücksichtung der Spaltungsmuster, die in 3 und 4 gezeigt sind, dass dieses Enzym minimale Prozessivität in entweder der 5'- oder 3'-Richtung aufweist. Zu keinem Zeitpunkt im Verlaufe des Experimentes unter Benutzung eines beliebigen Substrates haben wir ein Muster beobachtet, dass mit Prozessivität im Einklang steht. Die Möglichkeit, dass der Misserfolg, in 3 und 4 Prozessivität festzustellen, durch Prozessivität in der 3'- bis 5'-Richtung bedingt war, ist durch die Ergebnisse in 5 ausgeschlossen. Dies unterscheidet sich wiederum stark von Beobachtungen, die wir vorher für E.-coli-RNase-H1 beschrieben haben.In order to address both the mechanism of cleavage and the processivity of cleavage, the cleavage of 5'-labeled and 3'-labeled substrates was compared ( 5 ). Line C shows that CIP treatment before and after digestion with human RNase H1 resulted in a change in the mobility of the digested fragments, suggesting that human RNase H1 generates cleavage products with 5'-phosphates. Thus, it is similar in this respect to E. coli RNase H1. A second puzzling observation is that the addition of pC to the 3 'end of the RNA caused a change in the position of the preferred cleavage site (A to B or C). The four cleavage sites in the center of the duplex, which were detected with a 5'-phosphate-labeled RNA, were detected in 3'-pC-labeled substrates. However, the major cleavage site shifted from base pair 8 to base pair 12. Interestingly, the sequence was GU in both locations. Therefore, it is conceivable that the enzyme would select a position 8 to 12 nucleotides from the 5'-RNA: 3'-DNA terminus, then cleave at a preferred dinucleotide such as GU. Third, this figure shows, taking into account the cleavage patterns, in 3 and 4 shown that this enzyme has minimal processivity in either the 5 'or 3' direction. At no point in the course of the experiment, using any substrate, have we observed a pattern consistent with processivity. The possibility of failure, in 3 and 4 Determining processivity due to processivity in the 3 'to 5' direction is indicated by the results in 5 locked out. This, in turn, is very different from observations previously described for E. coli RNase H1.

Allgemeine Eigenschaften der Aktivität menschlicher RNase-H1General Properties of the activity human RNase H1

Die vorliegende Erfindung beschreibt auch die Eigenschaften menschlicher RNase-H1, die gekennzeichnet worden sind. Da das untersuchte Protein ein His-Tag-Fusionsprotein ist und denaturiert und rückgefaltet war, ist es möglich, dass die Aktivität des Enzyms in seinem nativen Zustand größer ist, als wir festgestellt haben. Die Grundeigenschaften werden natürlich voraussichtlich die Grundeigenschaften des nativen Enzyms widerspiegeln. Zahlreiche Untersuchungen haben gezeigt, dass ein His-Tag die Proteinfaltung und -kristallisation, die kinetischen und katalytischen Eigenschaften oder die Nukleinsäure-Bindungseigenschaften nicht stört, da es sehr klein ist (einige wenige Aminosäuren) und sein pK-Wert nahezu neutral ist. In der vorliegenden Erfindung ist gezeigt, dass das His-Tag-Fusionsprotein sich wie andere RNasen-H verhält. Es spaltete spezifisch den RNA-Strang in RNA:DNA-Duplices, ergab Spaltprodukte mit 5'-Phosphat-Termini (5) und wurde von zweiwertigen Kationen beeinflusst (1). Die optimalen Bedingungen für menschliche RNase-H1 waren denjenigen für E.-coli-RNase-H1 ähnlich, aber nicht identisch damit. Für das menschliche Enzym betrug das Mg2+-Optimum 1 mM, und 5 mM Mg2+ wirkten hemmend. In der Gegenwart von Mg2+ wurden beide Enzyme von Mn2+ gehemmt. Das menschliche Enzym wurde durch n-Ethylmaleimid gehemmt und war ziemlich stabil, leicht zu handhaben und bildete keine multimeren Strukturen (1). Die Leichtigkeit der Handhabung, Denaturierung, Rückfaltung und Stabilität unter verschiedenen Bedingungen legen nahe, dass die menschliche RNase-H1 als ein Monomer aktiv war und eine verhältnismäßig stabile bevorzugte Konformation aufweist.The present invention also describes the characteristics of human RNase H1 that have been characterized. Since the protein under investigation is a His-tag fusion protein and denatured and withdrawn It is possible that the activity of the enzyme in its native state is greater than we found. Of course, the basic properties are likely to reflect the basic properties of the native enzyme. Numerous studies have shown that a His tag does not interfere with protein folding and crystallization, kinetic and catalytic properties, or nucleic acid binding properties because it is very small (a few amino acids) and its pK value is nearly neutral. In the present invention, the His-tag fusion protein is shown to behave like other RNase-H. It specifically cleaved the RNA strand into RNA: DNA duplexes, yielding cleavage products with 5'-phosphate termini ( 5 ) and was influenced by divalent cations ( 1 ). The optimal conditions for human RNase H1 were similar to but not identical to those for E. coli RNase H1. For the human enzyme, the Mg 2+ optimum was 1 mM, and 5 mM Mg 2+ was inhibitory. In the presence of Mg 2+ , both enzymes were inhibited by Mn 2+ . The human enzyme was inhibited by n-ethylmaleimide and was quite stable, easy to handle and did not form multimeric structures ( 1 ). The ease of handling, denaturation, refolding and stability under various conditions suggest that the human RNase H1 was active as a monomer and has a relatively stable preferred conformation.

Untersuchungen der Struktur und der enzymatischen Aktivitäten einer Anzahl von Mutanten von E.-coli-RNase-H1 haben jüngst zu einer Hypothese geführt, um die Auswirkungen zweiwertiger Kationen zu erklären, Aktivierungs/Schwächungs-Modell genannt. Die Auswirkungen zweiwertiger Kationen auf menschliche RNase-H1 sind komplex und stehen im Einklang mit dem vorgeschlagenen Aktivierungs/Schwächungs-Modell. Die Aminosäuren, die vorgeschlagen wurden, in beide Kationenbindungsorte einbezogen zu sein, sind in menschlicher RNase-H1 konserviert.investigations the structure and enzymatic activities of a number of mutants of E. coli RNase H1 have recently led to a hypothesis, to explain the effects of divalent cations, activation / attenuation model called. The effects of divalent cations on human RNase H1 are complex and consistent with the proposed activation / mitigation model. The amino acids, which were proposed to be included in both cation binding sites to be conserved in human RNase H1.

Positions- und Sequenzbevorzugungen und ProzessivitätPositions and sequence preferences and processivity

Die Orts- und die Sequenzspezifität menschlicher RNase-H1 unterscheiden sich wesentlich von denjenigen von E.-coli-RNase-H1. Obwohl keines der Enzyme bedeutende Sequenzspezifität aufweist (2 bis 5 dieses Manuskripts), weist das menschliche Enzym bemerkenswerte Ortsspezifität auf. Die 2 bis 4 zeigen, dass menschliche RNase-H1 bevorzugt 8 bis 12 Nukleotide 3' von dem 5'-RNA:3'-DNA-Terminus eines DNA:RNA-Duplexes spaltete, ungeachtet ob 5'- oder 3'-RNA- oder -DNA-Überhänge vorhanden waren. Das Verfahren, durch das eine Position ausgewählt wird und dann innerhalb dieser Position an dem Duplex ein bestimmtes Dinukleotid vorzugsweise gespalten wird, muss verhältnismäßig komplex und von der Sequenz beeinflusst sein. Es ist deutlich, dass das Dinukleotid, GU, eine bevorzugte Sequenz ist. In 3 enthielten beispielsweise alle Duplices eine GU-Sequenz in der Nähe der optimalen Position für das Enzym, und in allen Fällen war der bevorzugte Spaltort GU. Außerdem wurde in den Duplices A und B auch ein zweites GU gespalten, obwohl mit einer sehr kleinen Geschwindigkeit. Der dritte gespaltete Ort in den Duplices A und B war ein GG-Dinukleotid, 7 Basenpaare von dem 3'-RNA:5'-DNA-Terminus. Somit legen die Daten nahe, dass das Enzym eine starke Positionsbevorzugung aufweist und innerhalb des geeigneten Ortes, eine leichte Bevorzugung von GU-Dinukleotiden.The location and sequence specificity of human RNase H1 differ significantly from those of E. coli RNase H1. Although none of the enzymes has significant sequence specificity ( 2 to 5 this manuscript), the human enzyme has remarkable site specificity. The 2 to 4 show that human RNase H1 preferentially cleaved 8 to 12 nucleotides 3 'from the 5' RNA: 3 'DNA terminus of a DNA: RNA duplex, whether 5' or 3 'RNA or DNA Overhangs were available. The method by which a position is selected and then preferably cleaved within that position on the duplex of a given dinucleotide must be relatively complex and affected by the sequence. It is clear that the dinucleotide, GU, is a preferred sequence. In 3 For example, all the duplexes contained a GU sequence near the optimal position for the enzyme, and in all cases the preferred cleavage site was GU. Also, in Duplices A and B, a second GU was also split, albeit at a very slow speed. The third cleavage site in duplexes A and B was a GG dinucleotide, 7 base pairs from the 3 'RNA: 5' DNA terminus. Thus, the data suggest that the enzyme has a strong positional preference and, within the appropriate location, a slight preference for GU dinucleotides.

Die starke Positionsbevorzugung, die menschliche RNase-H1 aufweist, legt nahe, dass das Enzym seine Position in dem Duplex über den 5'-RNA:3'-DNA-Terminus festlegt. Interessanterweise ist das in-vitro-Spaltungsmuster, dass bei dem Enzym festgestellt wurde, mit seiner vorgeschlagenen Rolle in vivo vereinbar, nämlich dem Entfernen von RNA-Primern während der DNA-Replikation des Folgestranges. Die durchschnittliche Länge des RNA-Primers liegt in dem Bereich von 7 bis 14 Nukleotiden. Infolgedessen ergibt die Synthese des Folgestranges chimäre Sequenzen, die aus 7 bis 14 Ribonukleotiden an dem 5'-Terminus mit angrenzenden Ausdehnungen von DNA, die sich in die 3'-Richtung erstrecken, bestehen. Die Positionsbevorzugung, die bei menschlicher RNase-H1 festgestellt wurde (d.h. 8 bis 12 Reste von dem 5'-Terminus der RNA), würde nahelegen, dass die Spaltung des chimären Folgestranges durch RNase-H1 an der RNA:DNA-Verbindungsstelle oder in deren Nähe erfolgen würde. Es ist gezeigt worden, dass das Entfernen restlicher Ribonukleotide im Anschluss an die RNase-H-Verdauung durch die Endonuklease FEN1 erfolgt.The strong positional preference exhibiting human RNase H1, suggests that the enzyme may shift its position in the duplex over the 5'-RNA: 3'-DNA terminus sets. Interestingly, the in vitro cleavage pattern is that in the Enzyme was detected with its proposed role in vivo compatible, namely during removal of RNA primers the DNA replication of the subsequent strand. The average length of the RNA primer is in the range of 7 to 14 nucleotides. Consequently Synthesis of the following strand gives rise to chimeric sequences, which are shown in 7 to 14 ribonucleotides at the 5 'terminus with adjacent ones Extensions of DNA extending in the 3 'direction exist. The Positional preference found in human RNase H1 (i.e., 8 to 12 residues from the 5 'terminus of the RNA) would suggest that that the cleavage of the chimeric Followed by RNase-H1 at the RNA: DNA junction or in their vicinity would. It has been shown that removing residual ribonucleotides following RNase H digestion by the endonuclease FEN1 he follows.

4 sorgt für zusätzliche Einsicht in die Positions- und Sequenzbevorzugungen des Enzyms. Wenn ein GU-Dinukleotid in der richtigen Position in dem Duplex gegenwärtig war, wurde es vorzugsweise gespalten. Wenn ein GU-Dinukleotid abwesend war, wurden AU ebenso wie andere Dinukleotide gespalten. Bei dem Duplex G waren sowohl ein GU- als auch ein GG-Dinukleotid innerhalb des bevorzugten Ortes gegenwärtig, und in diesem Fall wurde das GG-Dinukleotid etwas weitergehend gespalten als das GU-Nukleotid. Es ist klar, dass weitere Duplices mit verschiedenen Sequenzen untersucht werden müssen, bevor endgültige Schlussfolgerungen bezüglich der Rollen verschiedener Sequenzen innerhalb der bevorzugten Spaltorte gezogen werden können. 4 provides additional insight into the position and sequence preferences of the enzyme. When a GU dinucleotide was present in the correct position in the duplex, it was preferentially cleaved. When a GU dinucleotide was absent, AU as well as other dinucleotides were cleaved. In duplex G, both a GU and a GG dinucleotide were present within the preferred location, and in this case the GG dinucleotide was cleaved somewhat more than the GU nucleotide. It is clear that further duplexes with different sequences must be investigated before final conclusions can be drawn regarding the roles of different sequences within the preferred cleavage sites.

In 5 war der 3'-Terminus der RNA mit 32pC markiert. In diesem Fall wurden dieselben vier Nukleotide gespalten wie bei 5'-Markierung der RNA (5, Tafel B und C). Das GU, das näher bei dem 3'-Terminus der RNA war, wurde jedoch wenigstens genau so schnell gespalten wie das 5'-GU. Interessanterweise wurden in Untersuchungen am teilweise gereinigten Enzym Unterschiede im Spaltungsmuster auch festgestellt, wenn die 5'-markierten Substrate mit 3'-markierten Substraten verglichen wurden. Eine mögliche Erklärung für diese Beobachtung ist, dass die Gegenwart eines 3'-Phosphats an einem Oligonukleotid-Substrat den Abtastmechanismus beeinflusst, den das Enzym benutzt, um bevorzugte Positionen für die Spaltung auszuwählen.In 5 the 3'-terminus of the RNA was labeled with 32 pC. In this case, the same four nucleotides were cleaved as in 5'-labeling of the RNA ( 5 , Panels B and C). However, the GU, which was closer to the 3'-terminus of the RNA, was cleaved at least as fast as the 5'-GU. Interestingly, differences in the cleavage pattern were also observed in assays on the partially purified enzyme when the 5'-labeled substrates were compared to 3'-labeled substrates. A possible explanation for this observation is that the presence of a 3'-phosphate on an oligonucleotide substrate affects the sensing mechanism that the enzyme uses to select preferred positions for cleavage.

In einem Duplex, der RNA umfasst, die an ein chimäres Oligonukleotid mit einem Oligodesoxynukleotid-Zentrum, das von 2'-modifizierten Nukleotidflügeln flankiert ist, angelagert ist, war die Spaltung durch menschliche RNase-H1 auf den DNA:RNA-Teil des Duplexes gerichtet, so wie es bei E.-coli-RNase-H1 beobachtet wurde. Innerhalb dieser Region sind die bevorzugten Spaltorte des menschlichen Enzyms jedoch verschieden von denjenigen von E.-coli-RNase-H1. E.-coli-RNase-H1 spaltete vorzugsweise an dem Ribonukleotid, das an das erste 2'-modifizierte Nukleotid in dem Flügel des Antisense-Oligonukleotids an dem 3'-Ende der RNA angefügt war. Im Gegensatz dazu spaltete das menschliche Enzym vorzugsweise an mehr im Zentrum befindlichen Orten innerhalb der Lücke, bis die Lücke auf 5 Nukleotide verringert war. Ferner betrug die Lücken-Mindestgröße für das menschliche Enzym 5 Nukleotide, wohingegen diejenige für E.-coli-RNase-H1 4 Nukleotide betrug. Diese Unterschiede im Verhalten legen Unterschiede in den Strukturen der Enzyme und deren Wechselwirkungen mit Substrat nahe, die weiterer Untersuchung bedürfen.In a duplex comprising RNA attached to a chimeric oligonucleotide having a Oligodeoxynucleotide center flanked by 2'-modified nucleotide wings is attached, was cleavage by human RNase-H1 directed to the DNA: RNA portion of the duplex, as in E. coli RNase H1 was observed. Within this region are the preferred cleavage sites of the human enzyme but different from those of E. coli RNase H1. E. coli RNase H1 preferably cleaved on the ribonucleotide attached to the first 2'-modified nucleotide in the wing of the antisense oligonucleotide was attached to the 3 'end of the RNA. In contrast, split the human enzyme is preferably more central Places within the gap, until the gap was reduced to 5 nucleotides. Furthermore, the minimum gap size was for the human Enzyme 5 nucleotides, whereas that for E. coli RNase H1 4 nucleotides amounted to. These differences in behavior vary Structures of enzymes and their interactions with substrate close, need further investigation.

Obwohl E.-coli-RNase-H1 das Heteroduplexsubstrat in einer vorwiegend distributiven Weise abbaut, weist das Enzym mäßige 5'-3'-Prozessivität auf. Im Gegensatz dazu zeigt menschliche RNase-H1 keine 5'-3'- oder 3'-5'-Prozessivität, was nahelegt, dass das menschliche Enzym das Substrat in einer ausschließlich distributiven Weise hydrolysiert. Das Fehlen von Prozessivität, das bei der menschlichen RNase-H1 festgestellt wird, kann eine Wirkung der bedeutend höheren Bindungsaffinität (Tabelle 7) sein, wodurch die Fähigkeit des Enzyms, sich auf dem Substrat zu bewegen, verringert ist. Alternativ scheint menschliche RNase-H1 seine Position auf dem Substrat auf den 5'-RNA:3'-DNA-Terminus bezogen zu fixieren, und diese starke Positionsbevorzugung kann die Spaltung des Substrates in einer prozessiven Weise verhindern (5). Trotz der Tatsache, dass beide Enzyme von Metall abhängige Endonukleasen sind, die Spaltprodukte mit 5'-Phosphaten ergeben (5), und beide einsträngige 3'-RNA-Überhänge spalten können (5), weisen diese Enzyme somit wesentliche Unterschiede auf.Although E. coli RNase H1 degrades the heteroduplex substrate in a predominantly distributive manner, the enzyme has moderate 5'-3 'processivity. In contrast, human RNase H1 shows no 5'-3 'or 3'-5' processivity, suggesting that the human enzyme hydrolyzes the substrate in an exclusively distributive manner. The lack of processivity found in human RNase H1 may be an effect of significantly higher binding affinity (Table 7), thereby reducing the ability of the enzyme to move on the substrate. Alternatively, human RNase H1 appears to fix its position on the substrate to the 5 'RNA: 3' DNA terminus, and this strong positional preference can prevent cleavage of the substrate in a processive manner ( 5 ). Despite the fact that both enzymes are metal-dependent endonucleases which give cleavage products with 5'-phosphates ( 5 ), and both can cleave single-stranded 3 'RNA overhangs ( 5 ), these enzymes thus have significant differences.

Es ist vorgeschlagen worden, dass E.-coli-RNase-H1 hinsichtlich der RNA des Substrates „Bindungsdirektionalität" aufweisen solle, derart, dass die primäre Bindungsregion des Enzyms mehrere Nukleotide 5' zu dem katalytischen Zentrum angeordnet ist. Dies führt dazu, dass Spaltorte von dem 5'-RNA:3'-DNA-Ende eines Duplexes abgegrenzt sind und dass Spaltorte an dem 3'-RNA:5'-DNA-Ende des Duplexes und in 3'-Einzelstrangüberhängen vorkommen. Das menschliche Enzym verhält sich völlig analog. Daher ziehen wir die Schlussfolgerung, dass menschliche RNase-H1 wahrscheinlich die gleiche Bindungsdirektionalität wie das E.-coli-Enzym aufweist.It It has been proposed that E. coli RNase-H1 be considered in terms of RNA of the substrate should have "binding directionality", such that the primary Binding region of the enzyme several nucleotides 5 'to the catalytic center arranged is. this leads to splice sites from the 5 'RNA: 3' DNA end of a duplex are delineated and that cleavage sites on the 3 'RNA: 5' DNA end of the duplex and in 3 'single-strand overhangs. The human enzyme behaves completely analogous. Therefore, we draw the conclusion that human RNase-H1 probably has the same binding directionality as the E. coli enzyme having.

Substratbindungsubstrate binding

Von RNA:RNA-Duplices ist gezeigt worden, dass sie eine A-Form-Konformation annehmen. Viele 2'-Modifikationen verschieben die Zuckerkonformation in eine 3'-endo-Wellung, die für RNA kennzeichnend ist. Folglich ist bei Hybridisierung mit RNA der sich ergebende Duplex von der „A"-Form, und dies äußert sich in einem stabileren Duplex. 2'-F-Oligonukleotide weisen duplexbildende Eigenschaften auf, die denjenigen von RNA am ähnlichsten sind, wohingegen 2'-Methoxy-Oligonukleotide Duplices mit einer Zwischenkonformation zwischen DNA:RNA- und RNA:RNA-Duplices ergeben.From RNA: RNA duplexes have been shown to have an A-form conformation accept. Many 2'-modifications shift the sugar conformation into a 3'-endo corrugation that is characteristic of RNA. consequently when hybridized with RNA, the resulting duplex is of the "A" form, and this manifests itself in a more stable duplex. 2'-F Oligonucleotides have duplex-forming properties similar to those of RNA most similar whereas 2'-methoxy oligonucleotides Duplices with an intermediate conformation between DNA: RNA and RNA: RNA duplexes result.

Die Ergebnisse, die in Tabelle 7 gezeigt sind, zeigen, dass die menschliche RNAse-H1 wie das E.-coli-Enzym ein Protein ist, das doppelsträngige RNA bindet. Zudem weist sie eine gewisse Fähigkeit auf, zwischen verschiedenen A-Form-Duplices zu unterscheiden (Tabelle 7). Die Beobachtung, dass die Kd bei einem RNA:2'-F-Duplex gleich derjenigen bei einem RNA:RNA-Duplex ist, legt nahe, dass die 2'-Hydroxygruppe nicht zum Binden an das Enzym erforderlich ist. Dennoch können wir die Möglichkeit nicht ausschließen, dass voluminösere 2'-Modifikationen, z.B. 2'-Methoxy oder 2'-Propyl, das Binden des Enzyms sterisch hemmen sowie die A-F-Eigenschaft des Duplexes verändern könnten. Das menschliche Enzym weist eine wesentlich größere Affinität zu allen Oligonukleotiden auf als das E.-coli-Enzym, und dies ist durch eine niedrigere Km für spaltbare Substrate widergegeben (Tabelle 6 und 7). Außerdem kann die höhere Bindungsaffinität, die bei der menschlichen RNase-H1 festgestellt wird, für die im Vergleich mit dem E.-coli-Enzym 20-fach geringere Vmax verantwortlich sein. In diesem Fall, unter der Annahme, dass das E.-coli- und das menschliche Enzym ähnliche Katalysegeschwindigkeiten (Kcat) aufweisen, würde dann eine Erhöhung der Bindungsaffinität zu einer niedrigeren Umsatzgeschwindigkeit und letztendlich einer niedrigeren Vmax führen.The results, shown in Table 7, show that human RNAse H1, like the E. coli enzyme, is a protein that binds to double-stranded RNA. In addition, it has some ability to distinguish between different A-form duplexes (Table 7). The observation that the Kd in an RNA: 2'-F duplex is similar to that in an RNA: RNA duplex suggests that the 2'-hydroxy group is not required for binding to the enzyme. However, we can not rule out the possibility that bulkier 2 'modifications, such as 2'-methoxy or 2'-propyl, could sterically inhibit binding of the enzyme and alter the AF property of the duplex. The human enzyme has a significantly greater affinity for all oligonucleotides than the E. coli enzyme, and this is reflected by a lower Km for cleavable substrates (Tables 6 and 7). In addition, the higher binding affinity found in human RNase-H1 may account for 20 times lower Vmax compared to the E. coli enzyme. In this case, assuming that the E. coli and the human enzyme are similar Ka Thus, increasing the binding affinity would result in a lower turnover rate and ultimately a lower Vmax.

Es wird angenommen, dass der Haupt-Substratbindungsort in E.-coli-RNase-H1 ein Cluster von Lysinen ist, von denen man glaubt, dass sie an die Phosphate des Substrates binden. Es wird angenommen, dass die Wechselwirkung zwischen der Bindungsoberfläche des Enzyms und dem Substrat innerhalb der kleinen Furche erfolgt. Diese Region ist in dem menschlichen Enzym in hohem Maße konserviert. Außerdem enthalten eukaryotische Enzyme eine extra-N-terminale Region mit variabler Länge, die eine Fülle an basischen Aminosäuren enthält. Diese Region ist homolog zu einem doppelsträngigen RNA-Bindungsmotiv, und tatsächlich ist gezeigt worden, dass S.-cerevasiae-RNase-H an doppelsträngige RNA bindet. Die N-terminale Verlängerung ist bei menschlicher RNase-H1 länger als in dem S.-cerevasiae-Enzym und scheint einem vollständigeren doppelsträngigen RNA-Bindungsmotiv zu entsprechen. Folglich kann das verstärkte Binden menschlicher RNase-H1 an verschiedene Nukleinsäuren durch die Gegenwart dieses zusätzlichen Bindungsortes bedingt sein.It It is believed that the major substrate binding site is E. coli RNase H1 is a cluster of lysines believed to be attached to the Bind phosphates of the substrate. It is believed that the interaction between the binding surface of the enzyme and the substrate within the minor groove. This region is highly conserved in the human enzyme. Furthermore eukaryotic enzymes contain an extra-N-terminal region variable length, the one abundance at basic amino acids contains. This region is homologous to a double-stranded RNA binding motif, and indeed It has been shown that S. cerevasiae RNase H binds to double-stranded RNA binds. The N-terminal extension is longer in human RNase H1 as in the S. cerevasiae enzyme and seems a complete one ds RNA binding motif to match. As a result, the reinforced binding can be human RNase H1 to various nucleic acids by the presence of this additional Bindungsortes be conditional.

Wie hierin benutzt, umfasst der Ausdruck „Alkyl" – ist aber nicht beschränkt auf – geradkettige, verzweigtkettige und cyclische ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Methyl-, Ethyl- und Isopropylgruppen. Alkylgruppen der vorliegenden Erfindung können substituiert sein. Typische Alkylsubstituenten sind in der US-Patentschrift Nr. 5,212,295 in Spalte 12, Zeile 41 bis 50 offenbart, die durch Bezugnahme hiermit in ihrer Gesamtheit eingebunden ist.As as used herein, the term "alkyl" includes - is but not limited on - straight-chain, branched-chain and cyclic unsaturated hydrocarbon groups, including, but not limited on, methyl, ethyl and Isopropyl groups. Alkyl groups of the present invention may be substituted be. Typical alkyl substituents are disclosed in U.S. Patent No. 5,212,295 in column 12, lines 41 to 50, which are hereby incorporated by reference is integrated in its entirety.

Erfindungsgemäß sind Alkenylgruppen geradkettige, verzweigtkettige und cyclische Kohlenwasserstoffgruppen, die wenigstens eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung enthalten, und sind Alkinylgruppen geradkettige, verzweigtkettige und cyclische Kohlenwasserstoffgruppen, die wenigstens eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Dreifachbindung enthalten. Alkenyl- und Alkinylgruppen der vorliegenden Erfindung können substituiert sein.Alkenyl groups are according to the invention straight-chain, branched-chain and cyclic hydrocarbon groups, containing at least one carbon-carbon double bond, and alkynyl groups are straight-chain, branched-chain and cyclic Hydrocarbon groups containing at least one carbon-carbon triple bond contain. Alkenyl and alkynyl groups of the present invention can be substituted.

Arylgruppen sind substituierte und unsubstituierte aromatische, cyclische Einheiten, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Phenyl-, Naphthyl-, Anthracyl-, Phenanthryl-, Pyrenyl- und Xylylgruppen. Alkarylgruppen sind diejenigen, in denen eine Aryleinheit eine Alkyleinheit mit einer Kernstruktur verbindet, und Aralkylgruppen sind diejenigen, in denen eine Alkyleinheit eine Aryleinheit mit einer Kernstruktur verbindet.aryl groups are substituted and unsubstituted aromatic, cyclic units, including, but not limited on, phenyl, naphthyl, anthracyl, phenanthryl, pyrenyl and Xylyl. Alkaryl groups are those in which an aryl moiety connects an alkyl moiety having a core structure, and aralkyl groups are those in which an alkyl moiety has an aryl moiety a core structure connects.

Allgemein bezeichnet der Ausdruck „hetero" ein Atom, das ein anderes als Kohlenstoff ist, vorzugsweise, aber nicht ausschließlich, N, O oder S. Demgemäß bezeichnet der Ausdruck „heterocyclischer Ring" ein Ringsystem auf Basis von Kohlenstoff mit einem oder mehreren Heteroatomen (d.h. Nichtkohlenstoffatomen). Zu bevorzugten heterocyclischen Ringen gehören beispielsweise Imidazol-, Pyrrolidin-, 1,3-Dioxan-, Piperazin-, Morpholinringe, sind aber nicht auf diese beschränkt. Wie hierin benutzt, bezeichnet der Ausdruck „heterocyclischer Ring" auch ein Ringsystem mit einer oder mehreren Doppelbindungen und einem oder mehreren Heteroatomen. Zu bevorzugten heterocyclischen Ringen gehört beispielsweise der Pyrrolidinoring; sie sind aber nicht auf diesen beschränkt.Generally The term "hetero" refers to an atom that is a other than carbon is, preferably, but not exclusively, N, O or S. Accordingly, designated the term "heterocyclic Ring "a ring system based on carbon with one or more heteroatoms (i.e. Non-carbon atoms). Preferred heterocyclic rings belong for example imidazole, pyrrolidine, 1,3-dioxane, piperazine, morpholine rings, but are not limited to these. As used herein, the term "heterocyclic ring" also refers to a ring system with one or more double bonds and one or more heteroatoms. Preferred heterocyclic rings include, for example, the pyrrolidine ring; but they are not limited to these.

Erfindungsgemäße Oligonukleotide, die mit einer Ziel-Nukleinsäure hybridisierbar sind, umfassen vorzugsweise etwa 5 bis etwa 50 Nukleoside. Stärker bevorzugt ist, dass solche Verbindungen etwa 8 bis etwa 30 Nukleoside umfassen, wobei 15 bis 25 Nukleoside besonders bevorzugt sind. Wie hierin benutzt, ist eine Ziel-Nukleinsäure eine beliebige Nukleinsäure, die mit einer komplementären nukleinsäureartigen Verbindung hybridisieren kann. Ferner soll im Zusammenhang mit dieser Erfindung „Hybridisierung" Wasserstoffbrückenbindung bedeuten, die eine Watson-Crick-, Hoogsteen-, oder Reverse-Hoogsteen-Wasserstoffbrückenbindung zwischen komplementären Nukleobasen sein kann. „Komplementär", wie hierin benutzt, bezieht sich auf die Fähigkeit zur genauen Paarbildung zwischen zwei Nukleobasen. Beispielsweise sind Adenin und Thymin komplementäre Nukleobasen, welche sich durch die Bildung von Wasserstoffbrückenbindungen paaren. „Komplementär" und „spezifisch hybridisierbar", wie hierin benutzt, beziehen sich auf die genaue Paarbildung oder Sequenzkomplementarität eines ersten mit einem zweiten nukleinsäureartigen Oligomer, die Nukleosid-Untereinheiten enthalten. Wenn beispielsweise eine Nukleobase in einer bestimmten Position der ersten Nukleinsäure in der Lage ist, Wasserstoffbrückenbindung mit einer Nukleobase in derselben Position der zweiten Nukleinsäure einzugehen, dann werden die erste Nukleinsäure und die zweite Nukleinsäure in dieser Position als komplementär zueinander angesehen. Die erste und die zweite Nukleinsäure sind komplementär zueinander, wenn eine ausreichende Anzahl von entsprechenden Positionen in jedem Molekül mit Nukleobasen besetzt ist, die mit einander Wasserstoffbrückenbindung eingehen können. Somit sind „spezifisch hybridisierbar" und „komplementär" Ausdrücke, die benutzt werden, um einen ausreichenden Grad an Komplementarität anzuzeigen, derart, dass stabile und spezifische Bindung zwischen einer Verbindung der Erfindung und einem Ziel-RNA-Molekül erfolgt. Es versteht sich, dass eine oligomere Verbindung der Erfindung nicht zu 100 % komplementär zu ihrer Ziel-RNA-Sequenz zu sein braucht, um spezifisch hybridisierbar zu sein. Eine oligomere Verbindung ist spezifisch hybridisierbar, wenn das Binden der oligomeren Verbindung an das Ziel-RNA-Molekül unter Verursachung eines Verlustes an Nützlichkeit die normale Wirkungsweise der Ziel-RNA stört und ein ausreichender Grad an Komplementarität vorhanden ist, um unspezifisches Binden der oligomeren Verbindung an Nichtziel-Sequenzen unter Bedingungen, unter denen spezifisches Binden erwünscht ist, d.h. unter physiologischen Bedingungen im Falle von in-vivo-Assays oder therapeutischer Behandlung oder im Falle von in-vitro-Assays, unter Bedingungen, unter denen die Assays durchgeführt werden, zu verhindern.Oligonucleotides of the invention which are hybridizable with a target nucleic acid preferably comprise from about 5 to about 50 nucleosides. More preferred is that such compounds comprise from about 8 to about 30 nucleosides, with 15 to 25 nucleosides being particularly preferred. As used herein, a target nucleic acid is any nucleic acid that can hybridize to a complementary nucleic acid-like compound. Further, in the context of this invention, "hybridization" is intended to mean hydrogen bonding, which may be Watson-Crick, Hoogsteen, or reverse Hoogsteen hydrogen bonding between complementary nucleobases. "Complementary," as used herein, refers to the ability to be precise Pairing between two nucleobases. For example, adenine and thymine are complementary nucleobases that pair through the formation of hydrogen bonds. "Complementary" and "specifically hybridizable," as used herein, refers to the exact pairing or sequence complementarity of a first with a second nucleic acid-type oligomer containing nucleoside subunits. For example, if a nucleobase in a particular position of the first nucleic acid is capable of hydrogen bonding to a nucleobase in the same position of the second nucleic acid, then the first nucleic acid and the second nucleic acid in that position are considered to be complementary to each other. The first and second nucleic acids are complementary to each other when a sufficient number of corresponding positions in each molecule are occupied by nucleobases that can hydrogen bond with each other. Thus, "specifically hybridizable" and "complementary" are terms used to indicate a sufficient degree of complementarity such that stable and specific binding occurs between a compound of the invention and a target RNA molecule. It is understood that an oligomeric compound of the invention is not 100% com needs to be complementary to its target RNA sequence in order to be specifically hybridizable. An oligomeric compound is specifically hybridizable when the binding of the oligomeric compound to the target RNA molecule interferes with the normal mode of action of the target RNA causing a loss of utility, and a sufficient degree of complementarity is present to prevent nonspecific binding of the oligomeric compound Non-target sequences under conditions where specific binding is desired, ie, under physiological conditions in the case of in vivo assays or therapeutic treatment, or in the case of in vitro assays, under conditions under which the assays are performed ,

Wie hierin benutzt, beziehen sich „menschliche Typ-2-RNase-H" und „menschliche RNase-H1" auf dasselbe menschliche RNase-H-Enzym. Demgemäß sollen diese Ausdrücke untereinander austauschbar benutzt werden.As used herein, "human Type 2 RNase H "and" human RNase-H1 "on the same human RNase H enzyme. Accordingly, these terms are meant to be interrelated be used interchangeably.

Die Oligonukleotide der Erfindung können in der Diagnose, der Therapeutik und als Forschungsreagenzien und -Kits benutzt werden. Sie können in pharmazeutischen Zusammensetzungen durch Einbeziehen eines geeigneten pharmazeutisch unbedenklichen Verdünnungsmittels oder Trägers benutzt werden. Sie können ferner zum Behandeln von Organismen benutzt werden, die eine Krankheit aufweisen, die durch die unerwünschte Produktion eines Proteins gekennzeichnet ist. Der Organismus sollte mit einem Oligonukleotid mit einer Sequenz kontaktiert werden, das in der Lage ist, spezifisch mit einem Strang von Nukleinsäure zu hybridisieren, die für das unerwünschte Protein codiert. Behandlungen dieses Typs können an einer Vielfalt von Organismen vorgenommen werden, die von einzelligen prokaryotischen und eukaryotischen Organismen bis zu vielzelligen eukaryotischen Organismen reicht. Jeder Organismus, der DNA-RNA-Transkription oder RNA-Protein-Translation als einen grundlegenden Teil seiner hereditären, metabolischen oder zellulären Steuerung benutzt, ist für die erfindungsgemäße therapeutische und/oder prophylaktische Behandlung empfänglich. Anscheinend können verschiedenartige Organismen, wie z.B. Bakterien, Hefe, Protozoen, Algen, alle Pflanzen und alle höheren Tierformen einschließlich warmblütiger Tiere, behandelt werden. Ferner kann jede Zelle von vielzelligen Eukaryoten behandelt werden, da in diese sowohl DNA-RNA-Transkription als auch RNA-Protein-Translation als wesentliche Bestandteile ihrer Zellaktivität einbezogen sind. Zudem sind in viele der Organellen (z.B. Mitochondrien und Chloroplasten) eukaryotischer Zellen auch Transkriptions- und Translationsmechanismen einbezogen. Somit können einzelne Zellen, Zellpopulationen oder Organellen ebenfalls in die Definition von Organismen, die mit therapeutischen oder diagnostischen Oligonukleotiden behandelt werden können, einbezogen werden.The Oligonucleotides of the invention can be used in diagnosis, therapeutics and as research reagents and Kits are used. You can in pharmaceutical compositions by incorporation of a suitable pharmaceutically acceptable diluent or carrier used become. You can also be used to treat organisms that are a disease exhibit, by the unwanted Production of a protein is characterized. The organism should be contacted with an oligonucleotide having a sequence which is able to specifically hybridize to a strand of nucleic acid, the for the unwanted Protein encoded. Treatments of this type can be made on a variety of organisms be made of unicellular prokaryotic and eukaryotic Organisms to multicellular eukaryotic organisms. Any organism that uses DNA-RNA transcription or RNA-protein translation as one fundamental part of his hereditary, metabolic or cellular control used is for the therapeutic invention and / or prophylactic treatment susceptible. Apparently, different types Organisms, such as e.g. Bacteria, yeast, protozoa, algae, all plants and all higher ones Including animal forms warmblooded Animals, to be treated. Furthermore, each cell can be multicellular Eukaryotes are treated as having both DNA RNA transcription in them Also, RNA protein translation as essential components of their cell activity are involved. In addition, many of the organelles (e.g., mitochondria and chloroplasts) of eukaryotic cells also transcriptional and Translational mechanisms included. Thus, single cells, cell populations or organelles also in the definition of organisms that treated with therapeutic or diagnostic oligonucleotides can, be included.

Die folgenden nichteinschränkenden Beispiele sind bereitgestellt, um die vorliegende Erfindung weiter zu veranschaulichen.The following non-limiting Examples are provided to further further the present invention illustrate.

BEISPIELEEXAMPLES

BEISPIEL 1EXAMPLE 1

5'-O-DMT-2'-O-(2-methoxyethyl)-5-methyluridin und 5'-O-DMT-3'-O-(2-methoxyethyl)-5-methyluridin5'-O-DMT-2'-O- (2-methoxyethyl) -5-methyluridine and 5'-O-DMT-3'-O- (2-methoxyethyl) -5-methyluridine

2',3'-O-Dibutylstannylen-5-methyluridin (345 g) (hergestellt gemäß Wagner et al., J. Org. Chem., 1974, 39, 24) wurde in der Gegenwart von Tetrabutylammoniumiodid (235 g) in DMF (3 l) bei 70 °C mit 2-Methoxyethylbromid (196 g) alkyliert; es wurde ein Gemisch aus 2'-O- und 3'-O-(2-Methoxyethyl)-5-methyluridin (150 g) in einem Isomerenverhältnis von nahezu 1:1 erhalten. Das Gemisch wurde mit DMT-chlorid (110 g, DMT-Cl) in Pyridin (1 l) behandelt und ergab ein Gemisch der 5'-O-DMT-Nukleoside. Nach der normalen Aufarbeitung wurden die Isomere durch Silicagel-Säulenchromatographie getrennt. Das 2'-Isomer eluierte zuerst, gefolgt von dem 3'-Isomer.2 ', 3'-O-dibutylstannylene-5-methyluridine (345 g) (made according to Wagner et al., J. Org. Chem., 1974, 39, 24) was prepared in the presence of Tetrabutylammonium iodide (235 g) in DMF (3 L) at 70 ° C with 2-methoxyethyl bromide (196 g) alkylated; It was a mixture of 2'-O- and 3'-O- (2-methoxyethyl) -5-methyluridine (150 g) in an isomeric ratio of almost 1: 1. The mixture was treated with DMT chloride (110 g, DMT-Cl) in pyridine (1 L) to give a mixture of 5'-O-DMT nucleosides. After normal work-up, the isomers were purified by silica gel column chromatography separated. The 2'-isomer eluted first, followed by the 3 'isomer.

BEISPIEL 2EXAMPLE 2

5'-O-DMT-3'-O-(2-methoxyethyl)-5-methyluridin-2'-O-(2-cyanoethyl-N,N-diisopropyl)phosphoramidit5'-O-DMT-3'-O- (2-methoxyethyl) -5-methyluridine 2'-O- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropyl) phosphoramidite

5'-O-DMT-3'-O-(2-methoxyethyl)-5-methyluridin (5 g, 0,008 mol) wurde in CH2Cl2 (30 ml) gelöst, und dieser Lösung wurden unter Argon Diisopropylaminotetrazolid (0,415 g) und 2-Cyanoethoxy-N,N-diisopropyl-phosphoramidit (3,9 ml) zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde über Nacht gerührt. Das Lösemittel wurde verdampft, und der Rückstand wurde auf eine Silicasäule gegeben und mit Ethylacetat eluiert und ergab 3,75 g der Titelverbindung.5'-O-DMT-3'-O- (2-methoxyethyl) -5-methyluridine (5 g, 0.008 mol) was dissolved in CH 2 Cl 2 (30 mL) and to this solution was added under argon diisopropylaminotetrazolide (0.415 g ) and 2-cyanoethoxy-N, N-diisopropyl phosphoramidite (3.9 ml). The reaction mixture was stirred overnight. The solvent was evaporated and the residue was applied to a silica column and eluted with ethyl acetate to give 3.75 g of the title compound.

BEISPIEL 3EXAMPLE 3

5'-O-DMT-3'-O-(2-methoxyethyl)-N4-benzoyl-5-methylcytidin5'-O-DMT-3'-O- (2-methoxyethyl) -N 4 -benzoyl-5-methylcytidine

5'-O-DMT-3'-O-(2-methoxyethyl)-5-methyluridin (15 g) wurde unter Argon mit 150 ml wasserfreiem Pyridin und 4,5 ml Essigsäureanhydrid behandelt und über Nacht gerührt. Das Pyridin wurde verdampft, und der Rückstand wurde zwischen 200 ml gesättigter NaHCO3-Lösung und 200 ml Ethylacetat verteilt. Die organische Schicht wurde getrocknet (wasserfreies MgSO4) und eingedampft und ergab 16 g 2'-Acetoxy-5'-O-(DMT)-3'-O-(2-methoxyethyl)-5-methyluridin. Zu einer eiskalten Lösung von Triazol (19,9 g) in Triethylamin (50 ml) und Acetonitril (150 ml) wurden unter mechanischem Rühren tropfenweise 9 ml POCl3 gegeben. Nach der Zugabe wurde das Eisbad entfernt und das Gemisch 30 min lang gerührt. Das 2'-Acetoxy-5'-O-(DMT)-3'-O-(2-methoxyethyl)-5-methyluridin (16 g in 50 ml CH3CN) wurde tropfenweise zu der obigen Lösung gegeben, wobei der aufnehmende Kolben bei Eisbadtemperaturen gehalten wurde. Nach 2 h zeigte die TLC ein sich schneller bewegendes Nukleosid, C-4-Triazol-Derivat, an. Der Inhalt des Reaktionskolbens wurde eingedampft und das Nukleosid zwischen Ethylacetat (500 ml) und NaHCO3 (500 ml) verteilt. Die organische Schicht wurde mit gesättigter NaCl-Lösung gewaschen, getrocknet (wasserfreies MgSO4) und eingedampft und ergab 15 g C-4-Triazol-Nukleosid. Diese Verbindung wurde dann in einem 2:1-Gemisch aus NH4OH/Dioxan (100 ml:200 ml) gelöst und über Nacht gerührt. TLC zeigte das Verschwinden des Ausgangsmaterials an. Die Lösung wurde eingedampft und in Methanol gelöst; es kristallisierten 9,6 g 5'-O-(DMT)-3'-O-(2-methoxyethyl)-5-methylcytidin aus. 5'-O-DMT-3'-O-(2-methoxyethyl)-5-methylcytidin (9,6 g, 0,015 mol) wurde in 50 ml DMF gelöst und mit 7,37 g Benzoesäureanhydrid behandelt. Nach 24 h Rühren wurde DMF verdampft, und der Rückstand wurde auf eine Silicasäule geladen und mit 1:1 Hexan/Ethylacetat eluiert und ergab das gewünschte Nukleosid.5'-O-DMT-3'-O- (2-methoxyethyl) -5-methyluridine (15 g) was treated under argon with 150 ml of anhydrous pyridine and 4.5 ml of acetic anhydride and stirred overnight. The pyridine was evaporated and the residue was partitioned between 200 mL of saturated NaHCO 3 solution and 200 mL of ethyl acetate. The organic layer was dried (anhydrous MgSO 4 ) and evaporated to give 16 g of 2'-acetoxy-5'-O- (DMT) -3'-O- (2-methoxyethyl) -5-methyluridine. To an ice-cold solution of triazole (19.9 g) in triethylamine (50 ml) and acetonitrile (150 ml) was added dropwise 9 ml of POCl 3 with mechanical stirring. After the addition, the ice bath was removed and the mixture was stirred for 30 minutes. The 2'-acetoxy-5'-O- (DMT) -3'-O- (2-methoxyethyl) -5-methyluridine (16 g in 50 mL CH 3 CN) was added dropwise to the above solution with the acceptor Piston was kept at ice bath temperatures. After 2 h, TLC indicated a faster moving nucleoside, C-4 triazole derivative. The contents of the reaction flask were evaporated and the nucleoside partitioned between ethyl acetate (500 ml) and NaHCO 3 (500 ml). The organic layer was washed with saturated NaCl solution, dried (anhydrous MgSO 4 ) and evaporated to give 15 g of C-4 triazole nucleoside. This compound was then dissolved in a 2: 1 mixture of NH 4 OH / dioxane (100 ml: 200 ml) and stirred overnight. TLC indicated the disappearance of the starting material. The solution was evaporated and dissolved in methanol; 9.6 g of 5'-O- (DMT) -3'-O- (2-methoxyethyl) -5-methylcytidine crystallized out. 5'-O-DMT-3'-O- (2-methoxyethyl) -5-methylcytidine (9.6 g, 0.015 mol) was dissolved in 50 ml of DMF and treated with 7.37 g of benzoic anhydride. After stirring for 24 h, DMF was evaporated and the residue was loaded onto a silica column and eluted with 1: 1 hexane / ethyl acetate to give the desired nucleoside.

BEISPIEL 4EXAMPLE 4

5'-O-DMT-3'-O-(2-methoxyethyl)-N4-benzoyl-5-methylcytidin- 2'-O-(2-cyanoethyl-N,N-diisopropyl)phosphoramidit5'-O-DMT-3'-O- (2-methoxyethyl) -N 4 -benzoyl-5-methylcytidine-2'-O- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropyl) phosphoramidite

5'-O-DMT-3'-O-(2-methoxyethyl)-N4-benzoyl-5-methylcytidin-2'-O-(2-cyanoethyl-N,N-diisopropyl)phosphoramidit wurde aus dem obigen Nukleosid unter Benutzung der Phosphitylierungsvorschrift, die für das entsprechende 5-Methyluridin-Derivat angegeben ist, erhalten.5'-O-DMT-3'-O- (2-methoxyethyl) -N 4 -benzoyl-5-methylcytidine-2'-O- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropyl) phosphoramidite was prepared from the above nucleoside Use of the Phosphitylierungsvorschrift given for the corresponding 5-methyluridine derivative obtained.

BEISPIEL 5EXAMPLE 5

N6-Benzoyl-5'-O-(DMT)-3'-O-(2-methoxyethyl)adenosinN 6 -Benzoyl-5'-O- (DMT) -3'-O- (2-methoxyethyl) adenosine

Eine Lösung von Adenosin (42,74 g, 0,16 mol) in trockenem Dimethylformamid (800 ml) bei 5 °C wurde mit Natriumhydrid (8,24 g, 60 % in Öl, dreimal vorgewaschen mit Hexanen, 0,21 mol) behandelt. Nach 30 min Rühren wurde während 20 min 2-Methoxyethylbromid (0,16 mol) zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 8 h lang bei 5 °C gerührt, dann durch Celite filtriert. Das Filtrat wurde unter vermindertem Druck eingeengt, gefolgt vom Co-Verdampfen mit Toluol (2 × 100 ml). Der Rückstand wurde an Silicagel (100 g) adsorbiert und chromatographiert (800 g, Chloroform-Methanol 9:14:1). Ausgewählte Fraktionen wurden unter vermindertem Druck eingeengt, und der Rückstand war ein Gemisch aus 2'-O-(2-(Methoxyethyl)adenosin und 3'-O-(2-Methoxyethyl)adenosin im Verhältnis von 4:1.A solution of adenosine (42.74 g, 0.16 mol) in dry dimethylformamide (800 ml) at 5 ° C was washed with sodium hydride (8.24 g, 60% in oil, washed 3 times with Hexanes, 0.21 mol). After stirring for 30 minutes, the mixture was stirred for 20 2-methoxyethyl bromide (0.16 mol) was added. The reaction mixture was 8 h at 5 ° C touched, then filtered through Celite. The filtrate was concentrated under reduced pressure The reaction was concentrated by evaporation, followed by coevaporation with toluene (2 × 100 ml). The residue was adsorbed on silica gel (100 g) and chromatographed (800 g, chloroform-methanol 9: 14: 1). Selected fractions were added concentrated and the residue was a mixture of 2'-O- (2- (methoxyethyl) adenosine and 3'-O- (2-methoxyethyl) adenosine in relation to from 4: 1.

Das obige Gemisch (0,056 mol) in Pyridin (100 ml) wurde unter vermindertem Druck bis zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wurde in Pyridin (560 ml) wieder gelöst und in einem Eiswasserbad abgekühlt. Trimethylsilylchlorid (36,4 ml, 0,291 mol) wurde zugegeben und das Reaktionsgemisch bei 5 °C 30 min lang gerührt. Benzoylchlorid (33,6 ml, 0,291 mol) wurde zugegeben, und das Reaktionsgemisch wurde sich für 2 h auf 25 °C erwärmen lassen und dann auf 5 °C abgekühlt. Das Reaktionsgemisch wurde mit kaltem Wasser (112 ml) verdünnt und nach Rühren für 15 min konzentriertes Ammoniumhydroxid (112 ml) zugegeben. Nach 30 min wurde das Reaktionsgemisch unter vermindertem Druck eingeengt (unterhalb von 30 °C), gefolgt vom Co-Verdampfen mit Toluol (2 × 100 ml). Der Rückstand wurde in Ethylacetat-Methanol (400 ml, 9:1) gelöst, und die unerwünschten Silyl-Nebenprodukte wurden mittels Filtration entfernt. Das Filtrat wurde unter vermindertem Druck eingeengt und dann auf Silicagel (800 g, Chloroform-Methanol 9:1) chromatographiert. Ausgewählte Fraktionen wurden zusammengegeben, unter vermindertem Druck eingeengt und bei 25 °C/0,2 mm Hg 2 Stunden lang getrocknet: es wurde reines N6-Benzoyl-2'-O-(2-methoxyethyl)adenosin und reines N6-Benzoyl-3'-O-(2-methoxyethyl)adenosin erhalten.The above mixture (0.056 mol) in pyridine (100 ml) was evaporated to dryness under reduced pressure. The residue was redissolved in pyridine (560 ml) and cooled in an ice-water bath. Trimethylsilyl chloride (36.4 mL, 0.291 mol) was added and the reaction stirred at 5 ° C for 30 min. Benzoyl chloride (33.6 mL, 0.291 mol) was added and the reaction was allowed to warm to 25 ° C for 2 h and then cooled to 5 ° C. The reaction mixture was diluted with cold water (112 ml) and, after stirring for 15 min, concentrated ammonium hydroxide (112 ml) was added. After 30 minutes, the reaction mixture was concentrated under reduced pressure (below 30 ° C), followed by coevaporation with toluene (2 x 100 mL). The residue was dissolved in ethyl acetate-methanol (400 ml, 9: 1) and the undesired silyl by-products were removed by filtration. The filtrate was concentrated under reduced pressure and then chromatographed on silica gel (800 g, 9: 1 chloroform-methanol). Selected fractions were pooled, concentrated under reduced pressure and dried at 25 ° C / 0.2 mm Hg for 2 hours to give pure N 6 -benzoyl-2'-O- (2-methoxyethyl) adenosine and pure N 6 -benzoyl -3'-O- (2-methoxyethyl) adenosine.

Eine Lösung von N6-Benzoyl-3'-O-(2-methoxyethyl)adenosin (11,0 g, 0,285 mol) in Pyridin (100 ml) wurde unter vermindertem Druck zu einem Öl eingedampft. Der Rückstand wurde in trockenem Pyridin (300 ml) wieder gelöst und DMT-Cl (10,9 g, 95 %, 0,31 mol) zugegeben. Das Gemisch wurde 16 h lang bei 25 °C gerührt und dann auf eine Lösung von Natriumbicarbonat (20 g) in Eiswasser (500 ml) gegossen. Das Produkt wurde mit Ethylacetat extrahiert (2 × 150 ml).A solution of N 6 -benzoyl-3'-O- (2-methoxyethyl) adenosine (11.0 g, 0.285 mol) in pyridine (100 mL) was evaporated under reduced pressure to an oil. The residue was redissolved in dry pyridine (300 mL) and DMT-Cl (10.9 g, 95%, 0.31 mol) added. The mixture was stirred for 16 h at 25 ° C and then poured onto a solution of sodium bicarbonate (20 g) in ice-water (500 ml). The product was extracted with ethyl acetate (2 x 150 ml).

Die organische Schicht wurde mit Sole (50 ml) gewaschen, über Natriumsulfat (pulverisiert) getrocknet und unter vermindertem Druck eingedampft (unterhalb von 40 °C). Der Rückstand wurde auf Silicagel (400 g, Ethylacetat-Acetonitril-Triethylamin 99:1:195:5:1) chromatographiert. Ausgewählte Fraktionen wurden zusammengegeben, unter vermindertem Druck eingeengt und bei 25 °C/0,2 mm Hg getrocknet und ergaben 16,8 g (73 %) der Titelverbindung als einen Schaum. Die TLC zeigt Homogenität.The organic layer was washed with brine (50 ml) over sodium sulfate (powdered) and evaporated under reduced pressure (below 40 ° C). The residue was on silica gel (400 g, ethyl acetate-acetonitrile-triethylamine 99: 1: 195: 5: 1) Chromatograph. Selected Fractions were pooled, concentrated under reduced pressure and at 25 ° C / 0.2 dried dried to give 16.8 g (73%) of the title compound as a foam. The TLC shows homogeneity.

BEISPIEL 6EXAMPLE 6

[N6-Benzoyl-5'-O-(DMT)-3'-O-(2-methoxyethyl)adenosin-2'-O-(2-cyanoethyl-N,N-diisopropyl)phosphoramidit[N 6 -benzoyl-5'-O- (DMT) -3'-O- (2-methoxyethyl) adenosine-2'-O- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropyl) phosphoramidite

Die Titelverbindung wurde in derselben Weise wie die 5-Methyl-cytidin- und 5-Methyl-uridin-Analogen von Beispiel 2 und 4 von der Titelverbindung von Beispiel 5 ausgehend hergestellt. Die Reinigung unter Benutzung von Ethylacetat-Hexane-Triethylamin 59:40:1 als dem Chromatographie-Elutionsmittel ergab eine 67%ige Ausbeute an der Titelverbindung als einen festen Schaum. Die TLC zeigte Homogenität. 31P-NMR (CDCl3, H3PO4 Std.) δ 147,89; 148,36 (Diastereomere).The title compound was prepared in the same manner as the 5-methyl-cytidine and 5-methyl-uridine analogues of Examples 2 and 4 starting from the title compound of Example 5. Purification using ethyl acetate-hexanes-triethylamine 59: 40: 1 as the chromatography eluant gave a 67% yield of the title compound as a solid foam. The TLC showed homogeneity. 31 P-NMR (CDCl 3 , H 3 PO 4 h) δ 147.89; 148,36 (diastereomers).

BEISPIEL 7EXAMPLE 7

5'-O-(DMT)-N2-isobutyryl-3'-O-(2-methoxyethyl)guanosin5'-O- (DMT) -N 2 -isobutyryl-3'-O- (2-methoxyethyl) guanosine

A. 2,6-Diaminopurin-RibosidA. 2,6-diaminopurine riboside

In eine 2-l-Parr-Bombe aus rostfreiem Stahl wurden, Guanosinhydrat (100 g, 0,35 mol, Aldrich), Hexamethyldisilazan (320 ml, 1,52 mol, 4,4 Äq.), Trimethylsilyltrifluormethansulfonat (8,2 ml) und Toluol (350 ml) gegeben. Die Bombe wurde verschlossen und für 5 Tage teilweise in ein Ölbad eingetaucht (170 °C, Innentemp. 150 °C, 150 psi). Die Bombe wurde in einem Trockeneis/Aceton-Bad abgekühlt und geöffnet. Der Inhalt wurde mit Methanol (300 ml) in einen Kolben überführt und das Lösemittel unter vermindertem Druck verdampft. Wässriges Methanol (50 %, 1,2 l) wurde zugegeben. Die entstehende braune Suspension wurde während 5 h unter Rückfluss erhitzt. Die Suspension wurde unter vermindertem Druck auf das halbe Volumen eingeengt, um den Großteil des Methanols zu entfernen. Wasser (600 ml) wurde zugegeben und die Lösung unter Rückfluss erhitzt, mit künstlicher Kohle (5 g) behandelt und heiß durch Celite filtriert. Die Lösung wurde auf 25 °C abkühlen lassen. Der entstandene Niederschlag wurde aufgefangen, mit Wasser (200 ml) gewaschen und 5 h lang bei 90 °C/0,2 mm Hg getrocknet und ergab gewichtskonstante 87,4 g (89 %) eines hellbraunen kristallinen Feststoffes; Smp. 247 °C (schrumpft), 255 °C (Zers., Lit. (1) Smp. 250 bis 252 °C); TLC-homogen (Rf 0,50, Isopropanol-Ammoniumhydroxid-Wasser 16:3:1); PMR (DMSO), δ 5,73 (d, 2, 2-NH2), 5,78 (s, 1, H-1), 6,83 (br s, 2,6-NH2).Guanosine hydrate (100 g, 0.35 mol, Aldrich), hexamethyldisilazane (320 mL, 1.52 mol, 4.4 eq.), Trimethylsilyl trifluoromethanesulfonate (8.2 mL.) Were added to a 2 L stainless steel Parr bomb ) and toluene (350 ml). The bomb was capped and partially submerged in an oil bath (170 ° C, 150 ° C internal temp., 150 psi) for 5 days. The bomb was cooled in a dry ice / acetone bath and opened. The contents were transferred to a flask with methanol (300 ml) and the solvent evaporated under reduced pressure. Aqueous methanol (50%, 1.2 L) was added. The resulting brown suspension was refluxed for 5 hours. The suspension was concentrated under reduced pressure to half the volume to remove most of the methanol. Water (600 ml) was added and the solution heated to reflux, treated with charcoal (5 g) and filtered hot through celite. The solution was allowed to cool to 25 ° C. The resulting precipitate was collected, washed with water (200 ml) and dried for 5 hours at 90 ° C / 0.2 mm Hg to yield 87.4 g (89%) of a light brown crystalline solid; Mp 247 ° C (shrinks), 255 ° C (dec., Lit. (1) mp 250-252 ° C); TLC homogeneous (R f 0.50, isopropanol-ammonium hydroxide-water 16: 3: 1); PMR (DMSO), δ 5.73 (d, 2, 2-NH 2 ), 5.78 (s, 1, H-1), 6.83 (br s, 2.6-NH 2 ).

B. 2'-O-(2-Methoxyethyl)-2,6-diaminopurin-Ribosid und 3'-O-(2-Methoxyethyl)-2,6-diaminopurin-RibosidB. 2'-O- (2-methoxyethyl) -2,6-diaminopurine riboside and 3'-O- (2-methoxyethyl) -2,6-diaminopurine riboside

Zu einer Lösung von 2,6-Diaminopurin-Ribosid (10,0 g, 0,035 mol) in trockenem Dimethylformamid (350 ml) bei 0 °C unter einer Argon-Atmosphäre wurde Natriumhydrid (60 % in Öl, 1,6 g, 0,04 mol) gegeben. Nach 30 min wurde 2-Methoxyethylbromid (0,44 mol) in einer Portion zugegeben und das Reaktionsgemisch 16 h lang bei 25 °C gerührt. Methanol (10 ml) wurde zugegeben und das Gemisch unter vermindertem Druck zu einem Öl (20 g) eingeengt. Das Rohprodukt, das die 2'/3'-Isomere in einem Verhältnis von 4:1 enthielt, wurde auf Silicagel (500 g, Chloroform-Methanol 4:1) chromatographiert. Die geeigneten Fraktionen wurden zusammengegeben und unter vermindertem Druck zu einem halbfesten Stoff (12 g) eingeengt. Dieser wurde mit Methanol (50 ml) zerrieben und ergab einen weißen hygroskopischen Feststoff. Der Feststoff wurde bei 40 °C/0,2 mm Hg 6 h lang getrocknet und ergab ein reines 2'-Produkt und das reine 3'-Isomer, die mittels NMR bestätigt wurden.To a solution of 2,6-diaminopurine riboside (10.0 g, 0.035 mol) in dry dimethylformamide (350 ml) at 0 ° C under an argon atmosphere was sodium hydride (60% in oil, 1.6 g, 0.04 mol). After 30 minutes, 2-methoxyethyl bromide (0.44 mol) in a Portion was added and the reaction mixture stirred at 25 ° C for 16 h. methanol (10 ml) was added and the mixture was added under reduced pressure an oil (20 g) concentrated. The crude product containing the 2 '/ 3' isomers in a relationship 4: 1, was chromatographed on silica gel (500 g, 4: 1 chloroform-methanol). The appropriate fractions were pooled and concentrated under reduced pressure Compressed to a semi-solid (12 g). This was with methanol (50 ml) to give a white hygroscopic solid. The solid was at 40 ° C / 0.2 dried for 6 h and gave a pure 2'-product and the pure 3'-isomer, which by means of NMR confirmed were.

C. 3'-O-2-(Methoxyethyl)guanosinC. 3'-O-2- (methoxyethyl) guanosine

3'-O-(2-Methoxyethyl)-2,6-diaminopurin-Ribosid (0,078 mol) wurde unter schnellem Rühren in einbasigem Natriumphosphatpuffer (0,1 M, 525 ml, pH 7,3 bis 7,4) bei 25 °C gelöst. Adenosindeaminase (Sigma-Typ II, 1 Einheit/mg, 350 mg) wurde zugegeben und das Reaktionsgemisch 60 h lang bei 25 °C gerührt. Das Gemisch wurde auf 5 °C abgekühlt und filtriert. Der Feststoff wurde mit Wasser gewaschen (2 × 25 ml) und bei 60 °C/0,2 mm Hg 5 h lang getrocknet und ergab 10,7 g einer ersten Materialmenge. Eine zweite Materialmenge wurde durch Einengen der Mutterlaugen unter vermindertem Druck auf 125 ml, Abkühlen auf 5 °C, Sammeln des Feststoffes, Waschen mit kaltem Wasser (2 × 20 ml) und Trocknen wie oben erhalten und ergab 6,7 g weiteren Materials von insgesamt 15,4 g (31 % von Guanosinhydrat) dunkelgelbem Feststoff; TLC-Reinheit 97 %.3'-O- (2-Methoxyethyl) -2,6-diaminopurine riboside (0.078 mol) was added with rapid stirring in monobasic sodium phosphate buffer (0.1 M, 525 mL, pH 7.3 to 7.4) at 25 ° C solved. Adenosine deaminase (Sigma type II, 1 unit / mg, 350 mg) was added and the reaction mixture was stirred at 25 ° C for 60 hours. The mixture was cooled to 5 ° C and filtered. The solid was washed with water (2 x 25 mL) and dried at 60 ° C / 0.2 mm Hg for 5 h to give 10.7 g of a first amount of material. A second amount of material was obtained by concentrating the mother liquors under reduced pressure to 125 ml, cooling to 5 ° C, collecting the solid, washing with cold water (2 x 20 ml) and drying as above to give 6.7 g of additional material in total 15.4 g (31% of guanosine hydrate) of dark yellow solid; TLC purity 97%.

D. N2-Isobutyryl-3'-O-2-(methoxyethyl)guanosinD. N 2 -isobutyryl-3'-O-2- (methoxyethyl) guanosine

Zu einer Lösung von 3'-O-2-(Methoxyethyl)guanosin (18,1 g, 0,0613 mol) in Pyridin (300 ml) wurde Trimethylsilylchlorid (50,4 ml, 0,46 mol) gegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 16 h lang bei 25 °C gerührt. Isobutyrylchlorid (33,2 ml, 0,316 mol) wurde zugegeben und das Reaktionsgemisch 4 h lang bei 25 °C gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde mit Wasser (25 ml) verdünnt. Nach 30-minütigem Rühren wurde Ammoniumhydroxid (konzentriert, 45 ml) zugegeben, bis ein pH-Wert von 6 erreicht war. Das Gemisch wurde 30 min lang in einem Wasserbad gerührt und dann unter vermindertem Druck zu einem Öl eingedampft. Das Öl wurde in einem Gemisch aus Ethylacetat (600 ml) und Wasser (100 ml) suspendiert, bis sich eine Lösung bildete. Die Lösung wurde 17 h lang bei 25 °C stehen lassen. Der entstandene Niederschlag wurde gesammelt, mit Ethylacetat (2 × 50 ml) gewaschen und 5 h lang bei 60 °C/0,2 mm Hg getrocknet und ergab 16,1 g (85 %) eines hellbraunen Feststoffes; TLC-Reinheit 98 %.To a solution of 3'-O-2- (methoxyethyl) guanosine (18.1 g, 0.0613 mol) in pyridine (300 mL) became trimethylsilyl chloride (50.4 ml, 0.46 mol). The reaction mixture was for 16 h at 25 ° C touched. Isobutyryl chloride (33.2 mL, 0.316 mol) was added and the reaction mixture 4 h at 25 ° C touched. The The reaction mixture was diluted with water (25 ml). After stirring for 30 minutes Ammonium hydroxide (concentrated, 45 ml) was added until a pH was reached by 6. The mixture was placed in a water bath for 30 minutes touched and then evaporated under reduced pressure to an oil. The oil was suspended in a mixture of ethyl acetate (600 ml) and water (100 ml), until there is a solution formed. The solution was 17h at 25 ° C leave. The resulting precipitate was collected, with Ethyl acetate (2 x 50 ml) and dried at 60 ° C / 0.2 mm Hg for 5 hours to give 16.1 g (85%) of a light brown solid; TLC purity 98%.

E . 5'-O-(DMT)-N2-isobutyryl-3'-O-(2-methoxyethyl)guanosinE. 5'-O- (DMT) -N 2 -isobutyryl-3'-O- (2-methoxyethyl) guanosine

Eine Lösung von N2-Isobutyryl-3'-O-2-(methoxyethyl)guanosin (0,051 mol) in Pyridin (150 ml) wurde unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wurde in Pyridin (300 ml) wieder gelöst und auf 10 bis 15 °C abgekühlt. DMT-Cl (27,2 g, 95 %, 0,080 mol) wurde zugegeben und das Reaktionsgemisch 16 h lang bei 25 °C gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde unter vermindertem Druck zu einem Öl eingeengt, in einem Minimum an Methylenchlorid gelöst und auf eine Silicagel-Säule (500 g) gegeben. Das Produkt wurde mit einem Gradienten von Methylenchlorid-Triethylamin (99:1) zu Methylenchlorid-Methanol-Triethylamin (99:1:1) eluiert. Ausgewählte Fraktionen wurden zusammengegeben, unter vermindertem Druck eingeengt und bei 40 °C/0,2 mm Hg 2 Stunden lang getrocknet und ergaben 15 g (15,5 % von Guanosinhydrat) hellbraunen Schaum; TLC-Reinheit 98 %.A solution of N 2 -isobutyryl-3'-O-2- (methoxyethyl) guanosine (0.051 mol) in pyridine (150 ml) was evaporated to dryness under reduced pressure. The residue was redissolved in pyridine (300 ml) and cooled to 10 to 15 ° C. DMT-Cl (27.2 g, 95%, 0.080 mol) was added and the reaction was stirred at 25 ° C for 16 h. The reaction mixture was concentrated under reduced pressure to an oil, dissolved in a minimum of methylene chloride and placed on a silica gel column (500 g). The product was eluted with a gradient of methylene chloride-triethylamine (99: 1) to methylene chloride-methanol-triethylamine (99: 1: 1). Selected fractions were pooled, concentrated under reduced pressure and dried at 40 ° C / 0.2 mm Hg for 2 hours to yield 15 g (15.5% of guanosine hydrate) of light brown foam; TLC purity 98%.

BEISPIEL 8EXAMPLE 8

[5'-O-(DMT)-N2-isobutyryl-3'-O-(2-methoxyethyl)guanosin-2'-O-(2-cyanoethyl-N,N-diisopropyl)phosphoramidit[5'-O- (DMT) -N 2 -isobutyryl-3'-O- (2-methoxyethyl) guanosine-2'-O- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropyl) phosphoramidite

Das geschützte Nukleosid von Beispiel 7 (0,0486 mol) wurde in einen trockenen 1-l-Rundkolben gegeben, der einen Teflon-Rührstab enthielt. Der Kolben wurde mit Argon gespült. Wasserfreies Methylenchlorid (400 ml) wurde mittels einer Kanüle in den Kolben eingebracht, um das Nukleosid zu lösen. Vorher vakuumgetrocknetes N,N-Diisopropylaminohydrotetrazolid (3,0 g, 0,0174 mol) wurde unter Argon zugegeben. Unter Rühren wurde Bis-N,N-diisopropyl-aminocyano-ethylphosphoramidit (18,8 g, 0,0689 mol) während 1 min mittels einer Spritze zugegeben (keine Wärmeentwicklung festgestellt). Das Reaktionsgemisch wurde unter Argon 16 h lang bei 25 °C gerührt. Nachdem mittels TLC die Vollständigkeit der Reaktion festgestellt wurde, wurde das Reaktionsgemisch in einen Scheidetrichter (1 l) überführt. Der Reaktionskolben wurde mit Methylenchlorid (2 × 50 ml) ausgespült. Die vereinigte organische Schicht wurde mit gesättigtem wässrigem Natriumbicarbonat (200 ml) und dann mit Sole (200 ml) gewaschen. Die organische Schicht wurde während 2 h über Natriumsulfat (50 g, pulverisiert) getrocknet. Die Lösung wurde filtriert und unter vermindertem Druck zu einem viskosen Öl eingeengt. Das entstandene Phosphoramidit wurde mittels Silicagel-Flash-Chromatographie gereinigt (800 g, Ethylacetat-Triethylamin 99:1). Ausgewählte Fraktionen wurden zusammengegeben, unter vermindertem Druck eingeengt und bei 25 °C/0,2 mm Hg 16 h lang getrocknet und ergaben 18,0 g (46 %, 3 % von Guanosinhydrat) TLC-homogenen festen Schaum. 31P-NMR (CDCl3, H3PO4 Std.) δ 147,96; 148,20 (Diastereomere).The protected nucleoside of Example 7 (0.0486 mol) was placed in a dry 1 L round bottom flask containing a Teflon stir bar. The flask was purged with argon. Anhydrous methylene chloride (400 ml) was cannulated into the flask to dissolve the nucleoside. Previously vacuum-dried N, N-diisopropylaminohydrotetrazolide (3.0 g, 0.0174 mol) was added under argon. With stirring, bis-N, N-diisopropyl-aminocyanoethyl phosphoramidite (18.8 g, 0.0689 mol) was added via syringe over 1 min (no heat evolution detected). The reaction mixture was stirred under argon for 16 h at 25 ° C. After TLC confirmed the completeness of the reaction, the reaction mixture was transferred to a separatory funnel (1 L). The reaction flask was rinsed with methylene chloride (2 x 50 mL). The combined organic layer was washed with saturated aqueous sodium bicarbonate (200 ml) and then with brine (200 ml). The organic layer was dried over sodium sulfate (50 g, powdered) for 2 hours. The solution was filtered and concentrated under reduced pressure to a viscous oil. The resulting phosphoramidite was purified by silica gel flash chromatography (800 g, ethyl acetate-triethylamine 99: 1). Selected fractions were pooled, concentrated under reduced pressure and dried at 25 ° C / 0.2 mm Hg for 16 h to give 18.0 g (46%, 3% guanosine hydrate) of TLC homogeneous solid foam. 31 P-NMR (CDCl 3 , H 3 PO 4 h) δ 147.96; 148.20 (diastereomers).

BEISPIEL 9 5'-O-DMT-3'-O-(2-methoxyethyl)-5-methyl-uridin-2'-O-succinatEXAMPLE 9 5'-O-DMT-3'-O- (2-methoxyethyl) -5-methyl-uridine-2'-O-succinate

5'-O-DMT-3'-O-(2-methoxyethyl)thymidin wurde zuerst in der 2'-Position succinyliert. Thymidinnukleosid (4 mmol) wurde mit 10,2 ml Dichlorethan, 615 mg (6,14 mmol) Bernsteinsäureanhydrid, 570 μl (4,09 mmol) Triethylamin und 251 mg (2,05 mmol) 4-Dimethylaminopyridin zur Reaktion gebracht. Die Reaktanden wurden gevortext, bis sie gelöst waren, und für etwa 30 Minuten in einen Heizblock bei 55 °C eingebracht. Die Vollständigkeit der Reaktion wurde mittels Dünnschichtchromatographie (TLC) überprüft. Das Reaktionsgemisch wurde dreimal mit kalter 10%iger Zitronensäure gewaschen, gefolgt von drei Wäschen mit Wasser. Die organische Phase wurde entfernt und unter Natriumsulfat getrocknet. Succinyliertes Nukleosid wurde über Nacht unter P2O5 in einem Vakuumofen getrocknet.5'-O-DMT-3'-O- (2-methoxyethyl) thymidine was first succinylated in the 2'-position. Thymidine nucleoside (4 mmol) was reacted with 10.2 ml of dichloroethane, 615 mg (6.14 mmol) of succinic anhydride, 570 μl (4.09 mmol) of triethylamine and 251 mg (2.05 mmol) of 4-dimethylaminopyridine. The reactants were vortexed until dissolved and placed in a 55 ° C heating block for about 30 minutes. The completeness of the reaction was checked by thin layer chromatography (TLC). The reaction mixture was washed three times with cold 10% citric acid, followed by three washes with water. The organic phase was removed and dried under sodium sulfate. Succinylated nucleoside was dried overnight under P 2 O 5 in a vacuum oven.

BEISPIEL 10EXAMPLE 10

5'-O-DMT-3'-O-methoxyethyl-5-methyl-uridin-2'-O-succinoyl, gebunden an LCA-CPG5'-O-DMT-3'-O-methoxyethyl-5-methyl-uridine-2'-O-succinoyl to LCA-CPG

5'-O-DMT-3'-O-(2-methoxyethyl)-2'-O-succinyl-thymidin wurde an poröses Glas (controlled pore glass, CPG) gekoppelt. 1,09 g (1,52 mmol) des Succinats wurden über Nacht zusammen mit 4-Dimethylaminopyridin (DMAP), 2,2'-Dithiobis(5-nitropyridin) (dTNP), Triphenylphosphin (TPP) und mit Säure vorgewaschenem CPG (poröses Glas) in einem Vakuumofen getrocknet. Nach etwa 24 Stunden wurden DMAP (1,52 mmol, 186 mg) und Acetonitril (13,7 ml) zu dem Succinat gegeben. Das Gemisch wurde unter einer Argonatmosphäre unter Benutzung eines Magnetrührers gerührt. In einem separaten Kolben wurde dTNP (1,52 mmol, 472 mg) unter Argon in Acetonitril (9,6 ml) und Dichlormethan (4,1 ml) gelöst. Dieses Reaktionsgemisch wurde dann zu dem Succinat gegeben. In einem anderen separaten Kolben wurde TPP (1,52 mmol, 399 mg) unter Argon in Acetonitril (37 ml) gelöst. Dieses Gemisch wurde dann zu dem Succinat/DMAP/dTNP-Reaktionsgemisch gegeben. Zuletzt wurden zu dem Haupt-Reaktionsgemisch 12,23 g mit Säure vorgewaschenes LCA-CPG (Beladung = 115,2 μmol/g) gegeben, kurz gevortext und für etwa 3 Stunden am Schüttler angebracht. Das Gemisch wurde nach 3 Stunden von dem Schüttler entfernt und die Beladung überprüft. Eine kleine Probe von CPG wurde mit reichlichen Mengen von Acetonitril, Dichlormethan und dann mit Ether gewaschen. Es wurde festgestellt, dass die Anfangsbeladung 63 μmol/g betrug (3,9 mg CPG wurden mit Trichloressigsäure abgespalten, die Absorption von freigesetztem Tritylkation wurde bei 503 nm in einem Spektrophotometer abgelesen, um die Beladung zu bestimmen). Die gesamte CPG-Probe wurde dann gewaschen wie oben beschrieben und über Nacht in einem Vakuumofen unter P2O5 getrocknet. Am folgenden Tag wurde das CPG mit 25 ml CAP A (Tetrahydrofuran/Essigsäureanhydrid) und 25 ml CAP B (Tetrahydrofuran/Pyridin/1-Methylimidazol) für etwa 3 Stunden am Schüttler verkappt, filtriert und mit Dichlormethan und Ether gewaschen. Das CPG wurde über Nacht unter P2O5 in einem Vakuumofen getrocknet. Nach dem Trocknen wurden 12,25 g CPG mit einer Endbeladung von 90 μmol/g isoliert.5'-O-DMT-3'-O- (2-methoxyethyl) -2'-O-succinyl-thymidine was coupled to controlled pore glass (CPG). 1.09 g (1.52 mmol) of the succinate was used together with 4-dimethylaminopyridine (DMAP), 2,2'-dithiobis (5-nitropyridine) (dTNP), triphenylphosphine (TPP) and acid prewashed CPG (porous Glass) in a vacuum oven. After about 24 hours, DMAP (1.52 mmol, 186 mg) and acetonitrile (13.7 ml) were added to the succinate. The mixture was stirred under an argon atmosphere using a magnetic stirrer. In a separate flask, dTNP (1.52 mmol, 472 mg) was dissolved under argon in acetonitrile (9.6 ml) and dichloromethane (4.1 ml). This reaction mixture was then added to the succinate. In another separate flask, TPP (1.52 mmol, 399 mg) was dissolved in acetonitrile (37 ml) under argon. This mixture was then added to the succinate / DMAP / dTNP reaction mixture. Finally, to the main reaction mixture was added 12.23 g acid prewashed LCA-CPG (loading = 115.2 μmol / g), vortexed briefly and attached to the shaker for about 3 hours. The mixture was removed from the shaker after 3 hours and the loading checked. A small sample of CPG was washed with copious amounts of acetonitrile, dichloromethane and then ether. The initial loading was found to be 63 μmol / g (3.9 mg CPG was cleaved with trichloroacetic acid, the absorbance of liberated trityl cation was read at 503 nm in a spectrophotometer to determine the loading). The entire CPG sample was then washed as described above and dried overnight in a vacuum oven under P 2 O 5 . The following day, the CPG was capped with 25 ml CAPA (tetrahydrofuran / acetic anhydride) and 25 ml CAP B (tetrahydrofuran / pyridine / 1-methylimidazole) for about 3 hours on the shaker, filtered and washed with dichloromethane and ether. The CPG was dried overnight under P 2 O 5 in a vacuum oven. After drying, 12.25 g of CPG were isolated with a final loading of 90 μmol / g.

BEISPIEL 11EXAMPLE 11

3'-O-Methoxyethyl-5-methyl-N-benzoyl-cytidin-2'-O-succinat3'-O-methoxyethyl-5-methyl-N-benzoyl-cytidine-2'-O-succinate

5'-O-DMT-3'-O-(2-methoxy)ethyl-N-benzoyl-cytidin wurde zuerst in der 2'-Position succinyliert. Cytidin-Nukleosid (4 mmol) wurde mit 10,2 ml Dichlorethan, 615 mg (6,14 mmol) Bernsteinsäureanhydrid, 570 μl (4,09 mmol) Triethylamin und 251 mg (2,05 mmol) 4-Dimethylaminopyridin zur Reaktion gebracht. Die Reaktanden wurden gevortext, bis sie gelöst waren, und für etwa 30 Minuten in einen Heizblock bei 55 °C eingebracht. Die Vollständigkeit der Reaktion wurde mittels Dünnschichtchromatographie (TLC) überprüft. Das Reaktionsgemisch wurde dreimal mit kalter 10%iger Zitronensäure gewaschen, gefolgt von drei Wäschen mit Wasser. Die organische Phase wurde entfernt und unter Natriumsulfat getrocknet. Das succinylierte Nukleosid wurde über Nacht unter P2O5 in einem Vakuumofen getrocknet.5'-O-DMT-3'-O- (2-methoxy) ethyl-N-benzoyl-cytidine was first succinylated at the 2'-position. Cytidine nucleoside (4 mmol) was reacted with 10.2 ml dichloroethane, 615 mg (6.14 mmol) succinic anhydride, 570 ul (4.09 mmol) triethylamine, and 251 mg (2.05 mmol) 4-dimethylaminopyridine. The reactants were vortexed until dissolved and placed in a 55 ° C heating block for about 30 minutes. The completeness of the reaction was checked by thin layer chromatography (TLC). The reaction mixture was washed three times with cold 10% citric acid, followed by three washes with water. The organic phase was removed and dried under sodium sulfate. The succinylated nucleoside was dried overnight under P 2 O 5 in a vacuum oven.

BEISPIEL 12EXAMPLE 12

5'-O-DMT-3'-O-methoxyethyl-5-methyl-N-benzoyl-cytidin-2'-O-succinoyl, gebunden an ZCA-CPG5'-O-DMT-3'-O-methoxyethyl-5-methyl-N-benzoyl-cytidine-2'-O-succinoyl to ZCA-CPG

5'-O-DMT-3'-O-(2-methoxyethyl)-2'-O-succinyl-N4-benzoyl-cytidin wurde an poröses Glas (CPG) gekoppelt. 1,05 g (1,30 mmol) des Succinats wurde über Nacht zusammen mit 4-Dimethylaminopyridin (DMAP), 2,2'-Dithiobis(5-nitropyridin) (dTNP), Triphenylphosphin (TPP) und mit Säure vorgewaschenem CPG (poröses Glas) in einem Vakuumofen getrocknet. Am folgenden Tag wurden DMAP (1,30 mmol, 159 mg) und Acetonitril (11,7 ml) zu dem Succinat gegeben. Das Gemisch wurde unter Argon mittels eines Magnetrührers „gemischt". In einem separaten Kolben wurde dTNP (1,30 mmol, 400 mg) unter Argon in Acetonitril (8,2 ml) und Dichlormethan (3,5 ml) gelöst. Dieses Reaktionsgemisch wurde dann zu dem Succinat gegeben. In einem anderen separaten Kolben wurde TPP (1,30 mmol, 338 mg) unter Argon in Acetonitril (11,7 ml) gelöst. Dieses Gemisch wurde dann zu dem Succinat/DMAP/dTNP-Reaktionsgemisch gegeben. Zuletzt wurden 10,46 g mit Säure vorgewaschenes LCA-CPG (Beladung = 115,2 μmol/g) zu dem Haupt-Reaktionsgemisch gegeben, kurz gevortext und für etwa 2 Stunden an dem Schüttler angebracht. Ein Teil wurde nach 2 Stunden von dem Schüttler entfernt und die Beladung überprüft. Eine kleine Probe von CPG wurde mit reichlichen Mengen von Acetonitril, Dichlormethan und dann mit Ether gewaschen. Es wurde festgestellt, dass die Anfangsbeladung 46 μmol/g betrug (3,4 mg CPG wurden mit Trichloressigsäure abgespalten). Die Absorption von freigesetztem Tritylkation wurde bei 503 nm in einem Spektrophotometer abgelesen, um die Beladung zu bestimmen. Die gesamte CPG-Probe wurde dann gewaschen wie oben beschrieben und über Nacht unter P2O5 in einem Vakuumofen getrocknet. Am folgenden Tag wurde das CPG mit 25 ml CAP A (Tetrahydrofuran/Essigsäureanhydrid) und 25 ml CAP B (Tetrahydrofuran/Pyridin/1-Methylimidazol) für etwa 3 Stunden an einem Schüttler verkappt. Das Material wurde filtriert und mit Dichlormethan und Ether gewaschen. Das CPG wurde über Nacht unter P2O5 in einem Vakuumofen getrocknet. Nach dem Trocknen wurden 10,77 g CPG mit einer Endbeladung von 63 μmol/g isoliert.5'-O-DMT-3'-O- (2-methoxyethyl) -2'-O-succinyl-N 4 -benzoyl-cytidine was coupled to porous glass (CPG). 1.05 g (1.30 mmol) of the succinate was combined overnight with 4-dimethylaminopyridine (DMAP), 2,2'-dithiobis (5-nitropyridine) (dTNP), triphenylphosphine (TPP) and acid prewashed CPG (porous Glass) in a vacuum oven. The following day, DMAP (1.30 mmol, 159 mg) and acetonitrile (11.7 ml) were added to the succinate. The mixture was "mixed" under argon using a magnetic stirrer In a separate flask, dTNP (1.30 mmol, 400 mg) was dissolved under argon in acetonitrile (8.2 mL) and dichloromethane (3.5 mL) In another separate flask, TPP (1.30 mmol, 338 mg) was dissolved under argon in acetonitrile (11.7 mL) and this mixture was then added to the succinate / DMAP / dTNP reaction mixture 10.46 g acid prewashed LCA-CPG (loading = 115.2 μmol / g) was added to the main reaction mixture, vortexed briefly, and attached to the shaker for about 2 hours A portion was removed from the shaker after 2 hours and a small sample of CPG was washed with copious amounts of acetonitrile, dichloromethane, and then with ether to find that the initial loading was 46 μmol / g (3.4 mg CPG were cleaved with trichloroacetic acid). The absorbance of liberated trityl cation was read at 503 nm in a spectrophotometer to determine the loading. The entire CPG sample was then washed as described above and dried overnight under P 2 O 5 in a vacuum oven. The following day, the CPG was capped with 25 ml of CAP A (tetrahydrofuran / acetic anhydride) and 25 ml of CAP B (tetrahydrofuran / pyridine / 1-methylimidazole) on a shaker for about 3 hours. The material was filtered and washed with dichloromethane and ether. The CPG was dried overnight under P 2 O 5 in a vacuum oven. After drying 10.77 g CPG were isolated with a final loading of 63 .mu.mol / g.

BEISPIEL 13EXAMPLE 13

5'-O-DMT-3'-O-methoxyethyl-N6-benzoyl-adenosin-2'-O-succinat5'-O-DMT-3'-O-methoxyethyl-N 6 -benzoyl-adenosine-2'-O-succinate

5'-O-DMT-3'-O-(2-methoxyethyl)-N6-benzoyl-adenosin wurde zuerst in der 2'-Position succinyliert. 3,0 g (4,09 mmol) des Adenosin-Nukleosids wurden mit 10,2 ml Dichlorethan, 615 mg (6,14 mmol) Bernsteinsäureanhydrid, 570 μl (4,09 mmol) Triethylamin und 251 mg (2,05 mmol) 4-Dimethylaminopyridin zur Reaktion gebracht. Die Reaktanden wurden gevortext, bis sie gelöst waren, und für etwa 30 min in einen Heizblock bei 55 °C eingebracht. Die Vollständigkeit der Reaktion wurde mittels Dünnschichtchromatographie (TLC) überprüft. Das Reaktionsgemisch wurde dreimal mit kalter 10%iger Zitronensäure gewaschen, gefolgt von drei Wäschen mit Wasser. Die organische Phase wurde entfernt und unter Natriumsulfat getrocknet. Succinyliertes Nukleosid wurde über Nacht unter P2O5 in einem Vakuumofen getrocknet.5'-O-DMT-3'-O- (2-methoxyethyl) -N 6 -benzoyl-adenosine was first succinylated in the 2'-position. 3.0 g (4.09 mmol) of the adenosine nucleoside were mixed with 10.2 ml of dichloroethane, 615 mg (6.14 mmol) of succinic anhydride, 570 μl (4.09 mmol) of triethylamine and 251 mg (2.05 mmol). 4-dimethylaminopyridine reacted. The reactants were vortexed until dissolved and placed in a 55 ° C heating block for about 30 minutes. The completeness of the reaction was checked by thin layer chromatography (TLC). The reaction mixture was washed three times with cold 10% citric acid, followed by three washes with water. The organic phase was removed and dried under sodium sulfate. Succinylated nucleoside was dried overnight under P 2 O 5 in a vacuum oven.

BEISPIEL 14EXAMPLE 14

5'-O-DMT-3'-O-(2-methoxyethyl)-N6-benzoyl-adenosin-2'-O-succinoyl, gebunden an LCA-CPG5'-O-DMT-3'-O- (2-methoxyethyl) -N 6 -benzoyl-adenosine-2'-O-succinoyl attached to LCA-CPG

Im Anschluss an die Succinylierung wurde 5'-O-DMT-3'-O-(2-methoxyethyl)-2'-O-succinyl-N6-benzoyl-adenosin an poröses Glas (CPG) gekoppelt. 3,41 g (4,10 mmol) des Succinats wurden über Nacht zusammen mit 4-Dimethylaminopyridin (DMAP), 2,2'-Dithiobis(5-nitro-pyridin) (dTNP), Triphenylphosphin (TPP) und mit Säure vorgewaschenem CPG (poröses Glas) in einem Vakuumofen getrocknet. Am folgenden Tag wurden DMAP (4,10 mmol, 501 mg) und Acetonitril (37 ml) zu dem Succinat gegeben. Das Gemisch wurde unter Argon mittels eines Magnetrührers „gemischt". In einem separaten Kolben wurde dTNP (4,10 mmol, 1,27 g) unter Argon in Acetonitril (26 ml) und Dichlormethan (11 ml) gelöst. Dieses Reaktionsgemisch wurde dann zu dem Succinat gegeben. In einem anderen separaten Kolben wurde TPP (4,10 mmol, 1,08 g) unter Argon in Acetonitril (37 ml) gelöst. Dieses Gemisch wurde dann zu dem Succinat/DMAP/dTNP-Reaktionsgemisch gegeben. Zuletzt wurden 33 g mit Säure vorgewaschenes LCA-CPG (Beladung = 115,2 μmol/g) zu dem Haupt-Reaktionsgemisch gegeben, kurz gevortext und für etwa 20 Stunden an dem Schüttler angebracht, nach 20 Stunden von dem Schüttler entfernt, und die Beladung wurde überprüft. Eine kleine Probe von CPG wurde mit reichlichen Mengen von Acetonitril, Dichlormethan und dann mit Ether gewaschen. Es wurde festgestellt, dass die Anfangsbeladung 49 μmol/g betrug (2,9 mg CPG wurden mit Trichloressigsäure abgespalten). Die Absorption von freigesetztem Tritylkation wurde bei 503 nm in einem Spektrophotometer abgelesen, um die Beladung zu bestimmen. Die gesamte CPG-Probe wurde dann gewaschen wie oben beschrieben und über Nacht unter P2O5 in einem Vakuumofen getrocknet. Am folgenden Tag wurde das CPG mit 50 ml CAP A (Tetrahydrofuran/Essigsäureanhydrid) und 50 ml CAP B (Tetrahydrofuran/pyridin/1-Methylimidazol) für etwa 1 Stunde am Schüttler verkappt. Das Material wurde filtriert und mit Dichlormethan und Ether gewaschen. Das CPG wurde über Nacht unter P2O5 in einem Vakuumofen getrocknet. Nach dem Trocknen wurden 33,00 g CPG mit einer Endbeladung von 66 μmol/g erhalten.Following succinylation, 5'-O-DMT-3'-O- (2-methoxyethyl) -2'-O-succinyl-N 6 -benzoyl-adenosine was coupled to porous glass (CPG). 3.41 g (4.10 mmol) of the succinate were co-overnight with 4-dimethylaminopyridine (DMAP), 2,2'-dithiobis (5-nitro-pyridine) (dTNP), triphenylphosphine (TPP) and acid prewashed CPG (porous glass) dried in a vacuum oven. The following day, DMAP (4.10 mmol, 501 mg) and acetonitrile (37 ml) were added to the succinate. The mixture was "mixed" under argon using a magnetic stirrer In a separate flask, dTNP (4.10 mmol, 1.27 g) was dissolved under argon in acetonitrile (26 ml) and dichloromethane (11 ml) In another separate flask, TPP (4.10 mmol, 1.08 g) was dissolved under argon in acetonitrile (37 mL) and this mixture was then added to the succinate / DMAP / dTNP reaction mixture acid prewashed LCA-CPG (loading = 115.2 μmol / g) was added to the main reaction mixture, briefly vortexed and attached to the shaker for about 20 hours, removed from the shaker after 20 hours, and the loading was checked. A small sample of CPG was washed with copious amounts of acetonitrile, dichloromethane, and then with ether to find that the initial loading was 49 μmol / g (2.9 mg of CPG was cleaved with trichloroacetic acid.) The absorption of liberated tritylkatio n was read at 503 nm in a spectrophotometer to determine the loading. The entire CPG sample was then washed as described above and dried overnight under P 2 O 5 in a vacuum oven. The following day, the CPG was capped with 50 ml of CAP A (tetrahydrofuran / acetic anhydride) and 50 ml of CAP B (tetrahydrofuran / pyridine / 1-methylimidazole) on the shaker for about 1 hour. The material was filtered and washed with dichloromethane and ether. The CPG was dried overnight under P 2 O 5 in a vacuum oven. After drying, 33.00 g of CPG were obtained with a final loading of 66 μmol / g.

BEISPIEL 15EXAMPLE 15

5'-O-DMT-3'-O-(2-methoxyethyl)-N2-isobutyryl-guanosin-2'-O-succinat5'-O-DMT-3'-O- (2-methoxyethyl) -N 2 -isobutyryl-guanosine-2'-O-succinate

5'-O-DMT-3'-O-(2-methoxyethyl)-N2-isobutyryl-guanosin wurde in der 2'-Zuckerposition succinyliert. 3,0 g (4,20 mmol) des Guanosin-Nukleosids wurden mit 10,5 ml Dichlorethan, 631 mg (6,30 mmol) Bernsteinsäureanhydrid, 585 μl 4,20 mmol) Triethylamin und 257 mg (2,10 mmol) 4-Dimethylaminopyridin zur Reaktion gebracht. Die Reaktanden wurden gevortext, bis sie gelöst waren, und für etwa 30 Minuten in einen Heizblock bei 55 °C eingebracht. Die Vollständigkeit der Reaktion wurde mittels Dünnschichtchromatographie (TLC) überprüft. Das Reaktionsgemisch wurde dreimal mit kalter 10%iger Zitronensäure gewaschen, gefolgt von drei Wäschen mit Wasser. Die organische Phase wurde entfernt und unter Natriumsulfat getrocknet. Das succinylierte Nukleosid wurde über Nacht unter P2O5 in einem Vakuumofen getrocknet.5'-O-DMT-3'-O- (2-methoxyethyl) -N 2 -isobutyryl-guanosine was succinylated in the 2'-sugar position. 3.0 g (4.20 mmol) of the guanosine nucleoside were mixed with 10.5 ml of dichloroethane, 631 mg (6.30 mmol) of succinic anhydride, 585 μl of 4.20 mmol of triethylamine and 257 mg (2.10 mmol) of 4 -Dimethylaminopyridine reacted. The reactants were vortexed until dissolved and placed in a 55 ° C heating block for about 30 minutes. The completeness of the reaction was checked by thin layer chromatography (TLC). The reaction mixture was washed three times with cold 10% citric acid, followed by three washes with water. The organic phase was removed and dried under sodium sulfate. The succinylated nucleoside was dried overnight under P 2 O 5 in a vacuum oven.

BEISPIEL 16EXAMPLE 16

5'-O-DMT-3'-O-methoxyethyl-N2-isobutyryl-guanosin-2'-O-succinoyl, gebunden an LCA-CPG5'-O-DMT-3'-O-methoxyethyl-N 2 -isobutyryl-guanosine-2'-O-succinoyl attached to LCA-CPG

Im Anschluss an die Succinylierung wurde 5'-O-DMT-3'-O-(2-methoxyethyl)-2'-O-succinyl-N2-benzoyl-guanosin an poröses Glas (CPG) gekoppelt. 3,42 g (4,20 mmol) des Succinats wurden über Nacht zusammen mit 4-Dimethylaminopyridin (DMAP), 2,2'-Dithiobis(5-nitro-pyridin) (dTNP), Triphenylphosphin (TPP) und mit Säure vorgewaschenem CPG (poröses Glas) in einem Vakuumofen getrocknet. Am folgenden Tag wurden DMAP (4,20 mmol, 513 mg) und Acetonitril (37,5 ml) zu dem Succinat gegeben. Das Gemisch wurde unter Argon mittels eines Magnetrührers „gemischt". In einem separaten Kolben wurde dTNP (4,20 mmol, 1,43 mg) unter Argon in Acetonitril (26 ml) und Dichlormethan (11 ml) gelöst. Dieses Reaktionsgemisch wurde dann zu dem Succinat gegeben. In einem anderen separaten Kolben wurde TPP (4,20 mmol, 1,10 g) unter Argon in Acetonitril (37,5 ml) gelöst. Dieses Gemisch wurde dann zu dem Succinat/DMAP/dTNP-Reaktionsgemisch gegeben. Zuletzt wurden 33,75 g mit Säure vorgewaschenes LCR-CPG (Beladung = 115,2 μmol/g) zu dem Haupt-Reaktionsgemisch gegeben, kurz gevortext und für etwa 20 Stunden an dem Schüttler angebracht, nach 20 Stunden von dem Schüttler entfernt, und die Beladung wurde überprüft. Eine kleine Probe von CPG wurde mit reichlichen Mengen von Acetonitril, Dichlormethan und dann mit Ether gewaschen. Es wurde festgestellt, dass die Anfangsbeladung 64 μmol/g betrug (3,4 mg CPG wurden mit Trichloressigsäure abgespalten). Die Absorption von freigesetztem Tritylkation wurde bei 503 nm in einem Spektrophotometer abgelesen, um die Beladung zu bestimmen. Die gesamte CPG-Probe wurde dann gewaschen wie oben beschrieben und über Nacht unter P2O5 in einem Vakuumofen getrocknet. Am folgenden Tag wurde das CPG mit 50 ml CAP A (Tetrahydrofuran/Essigsäureanhydrid) und 50 ml CAP B (Tetrahydrofuran/Pyridin/1-Methylimidazol) für etwa 1 Stunde am Schüttler verkappt. Das Material wurde filtriert und mit Dichlormethan und Ether gewaschen. Das CPG wurde über Nacht unter P2O5 in einem Vakuumofen getrocknet. Nach dem Trocknen wurden 33,75 g CPG mit einer Endbeladung von 72 μmol/g isoliert.Following succinylation, 5'-O-DMT-3'-O- (2-methoxyethyl) -2'-O-succinyl-N 2 -benzoyl-guanosine was coupled to porous glass (CPG). 3.42 g (4.20 mmol) of the succinate were combined overnight with 4-dimethylaminopyridine (DMAP), 2,2'-dithiobis (5-nitro-pyridine) (dTNP), triphenylphosphine (TPP) and acid prewashed CPG (porous glass) dried in a vacuum oven. The following day, DMAP (4.20 mmol, 513 mg) and acetonitrile (37.5 ml) were added to the succinate. The mixture was "mixed" under argon using a magnetic stirrer In a separate flask, dTNP (4.20 mmol, 1.43 mg) was dissolved under argon in acetonitrile (26 ml) and dichloromethane (11 ml) In another separate flask, TPP (4.20 mmol, 1.10 g) was dissolved under argon in acetonitrile (37.5 mL) and this mixture was then added to the succinate / DMAP / dTNP reaction mixture 33.75 g acid prewashed LCR-CPG (loading = 115.2 μmol / g) was added to the main reaction mixture, vortexed briefly and attached to the shaker for about 20 hours, removed from the shaker after 20 hours, and Charge was checked A small sample of CPG was washed with copious amounts of acetonitrile, dichloromethane and then ether to find that the initial loading was 64 μmol / g (3.4 mg CPG was cleaved with trichloroacetic acid) released Trity The cation was read at 503 nm in a spectrophotometer to determine the loading. The entire CPG sample was then washed as described above and dried overnight under P 2 O 5 in a vacuum oven. The following day, the CPG was capped with 50 ml of CAP A (tetrahydrofuran / acetic anhydride) and 50 ml of CAP B (tetrahydrofuran / pyridine / 1-methylimidazole) on the shaker for about 1 hour. The material was filtered and washed with dichloromethane and ether. The CPG was dried overnight under P 2 O 5 in a vacuum oven. After drying, 33.75 g of CPG were isolated with a final loading of 72 μmol / g.

BEISPIEL 17EXAMPLE 17

5'-O-DMT-3'-O-[hexyl-(6-phthalimido)]uridin5'-O-DMT-3'-O- [hexyl- (6-phthalimido)] uridine

2',3'-O-Dibutyl-stannylen-uridin wurde gemäß der Arbeitsweise von Wagner et. al., J. Org. Chem., 1974, 39, 24 synthetisiert. Diese Verbindung wurde 12 Stunden lang unter Vakuum über P2O5 getrocknet. Zu einer Lösung dieser Verbindung (29 g, 42,1 mmol) in 200 ml trockenem DMF wurden (16,8 g, 55 mmol) 6-Bromhexyl-phthalimid und 4,5 g Natriumiodid gegeben, und das Gemisch wurde 16 Stunden lang auf 130 °C unter Argon erwärmt. Das Reaktionsgemisch wurde eingedampft, einmal mit Toluol co-verdampft, und der gummiartige Teerrückstand wurde auf eine Silicasäule (500 g) aufgegeben. Die Säule wurde mit 2 l EtOAc gewaschen, gefolgt vom Eluieren mit 10 % Methanol (MeOH):90 % EtOAc. Das Produkt, 2'- und 3'-Isomere von O-Hexyl-6-N-phthalimidouridin, eluierte als ein untrennbares Gemisch (Rf = 0,64 in 10 % MeOH in EtOAc). Das Isomerenverhältnis gemäß 13C-NMR war etwa 55 % 2'-Isomer und etwa 45 % 3'-Isomer. Die vereinigte Ausbeute betrug 9,2 g (46,2 %). Dieses Gemisch wurde unter Vakuum getrocknet und zweimal mit Pyridin wieder eingedampft. Es wurde in 150 ml wasserfreiem Pyridin gelöst und mit 7,5 g DMT-Cl (22,13 mmol) und 500 mg Dimethylaminopyridin (DMAP) behandelt. Nach 2 Stunden zeigte die Dünnschichtchromatographie (TLC, 6:4 EtOAc:Hexan) das vollständige Verschwinden des Ausgangsmaterials und eine gute Trennung zwischen den 2'- und 3'-Isomeren an (Rf = 0,29 für das 2'-Isomer und 0,12 für das 3'-Isomer). Das Reaktionsgemisch wurde durch die Zugabe von 5 ml CH3OH abgeschreckt und unter vermindertem Druck eingedampft. Der Rückstand wurde in 300 ml CH2Cl2 gelöst, nacheinander mit gesättigter NaHCO3-Lösung, gefolgt von gesättigter NaCl-Lösung, gewaschen. Er wurde über Mg2SO4 getrocknet und eingedampft und ergab 15 g eines braunen Schaums, der auf Silicagel (500 g) gereinigt wurde und 6,5 g des 2'-Isomers und 3,5 g des 3'-Isomers ergab.2 ', 3'-O-Dibutyl-stannylene-uridine was prepared according to the procedure of Wagner et. al., J. Org. Chem., 1974, 39, 24. This compound was dried under vacuum over P 2 O 5 for 12 hours. To a solution of this compound (29 g, 42.1 mmol) in 200 ml of dry DMF was added (16.8 g, 55 mmol) of 6-bromohexyl phthalimide and 4.5 g of sodium iodide, and the mixture was allowed to stand for 16 hours Heated to 130 ° C under argon. The reaction mixture was evaporated, coevaporated once with toluene, and the gummy tar residue was applied to a silica column (500 g). The column was washed with 2 L of EtOAc, followed by elution with 10% methanol (MeOH): 90% EtOAc. The product, 2'- and 3'-isomers of O-hexyl-6-N-phthalimidouridine, eluted as an inseparable mixture (R f = 0.64 in 10% MeOH in EtOAc). The isomer ratio according to 13 C-NMR was about 55% 2'-isomer and about 45% 3'-isomer. The combined yield was 9.2 g (46.2%). This mixture was dried under vacuum and re-evaporated twice with pyridine. It was dissolved in 150 ml of anhydrous pyridine and treated with 7.5 g of DMT-Cl (22.13 mmol) and 500 mg of dimethylaminopyridine (DMAP). After 2 hours, thin layer chromatography (TLC, 6: 4 EtOAc: hexanes) indicated complete disappearance of the starting material and good separation between the 2'- and 3'-isomers (R f = 0.29 for the 2'-isomer and 0.12 for the 3'-isomer). The reaction mixture was quenched by the addition of 5 mL of CH 3 OH and evaporated under reduced pressure. The residue was dissolved in 300 ml CH 2 Cl 2 , washed successively with saturated NaHCO 3 solution, followed by saturated NaCl solution. It was dried over Mg 2 SO 4 and evaporated to give 15 g of a brown foam which was purified on silica gel (500 g) to give 6.5 g of the 2'-isomer and 3.5 g of the 3'-isomer.

BEISPIEL 18EXAMPLE 18

5'-O-DMT-3'-O-[hexyl-(6-phthalimido)]uridin-2'-O-(2-cyanoethyl-N,N-diisopropyl)phosphoramidit5'-O-DMT-3'-O- [hexyl- (6-phthalimido)] uridine-2'-O- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropyl) phosphoramidite

5'-DMT-3'-O-[hexyl-(6-phthalimido)]uridin (2 g, 2, 6 mmol) wurde in 20 ml wasserfreiem CH2Cl2 gelöst. Zu dieser Lösung wurden Diisopropylaminotetrazolid (0,2 g, 1,16 mmol) und 2,0 ml 2-Cyanoethyl-N,N,N',N'-tetraisopropylphosphoramidit (6,3 mmol) gegeben, und sie wurde über Nacht gerührt. TLC (1:1 EtOAc/Hexan) zeigte das vollständige Verschwinden des Ausgangsmaterials an. Das Reaktionsgemisch wurde mit CH2Cl2 überführt und mit gesättigter NaHCO3-Lösung (100 ml), gefolgt von gesättigter NaCl-Lösung, gewaschen. Die organische Schicht wurde über wasserfreiem Na2SO4 getrocknet und eingedampft und ergab 3,8 g eines Rohproduktes, das in einer Silicasäule (200 g) unter Benutzung von 1:1 Hexan/EtOAc gereinigt wurde und 1,9 g (1,95 mmol, 74 % Ausbeute) des gewünschten Phosphoramidits ergab.5'-DMT-3'-O- [hexyl- (6-phthalimido)] uridine (2 g, 2.6 mmol) was dissolved in 20 mL anhydrous CH 2 Cl 2 . To this solution was added diisopropylaminotetrazolide (0.2 g, 1.16 mmol) and 2.0 ml of 2-cyanoethyl-N, N, N ', N'-tetraisopropylphosphoramidite (6.3 mmol), and it was stirred overnight , TLC (1: 1 EtOAc / hexane) indicated complete disappearance of the starting material. The reaction mixture was transferred with CH 2 Cl 2 and washed with saturated NaHCO 3 solution (100 ml) followed by saturated NaCl solution. The organic layer was dried over anhydrous Na 2 SO 4 and evaporated to give 3.8 g of a crude product which was purified in a silica column (200 g) using 1: 1 hexane / EtOAc and 1.9 g (1.95 mmol, 74% yield) of the desired phosphoramidite.

BEISPIEL 19EXAMPLE 19

Herstellung von 5'-O-DMT-3'-O-[hexyl-(6-phthalimido)]uridin-2'-O-succinoyl-aminopropyl-CPGPreparation of 5'-O-DMT-3'-O- [hexyl (6-phthalimido)] uridine-2'-O-succinoyl-aminopropyl-CPG

Succinyliertes und verkapptes Aminopropyl-poröses Glas (CPG, Porendurchmesser 500 A, Aminopropyl-CPG, 1,0 Gramm, hergestellt gemäß Damha et. al., Nucl. Acids Res. 1990, 18, 3.813) wurden zu 12 ml wasserfreiem Pyridin in einem 100-ml-Rundkolben gegeben. 1-(3-Dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimid (DEC, 0,38 Gramm, 2,0 mmol), Triethylamin (TEA, 100 μl, destilliert über CaH2), Dimethylaminopyridin (DMAP, 0,012 Gramm, 0,1 mmol) und Nukleosid 5'-O-DMT-3'-O-[hexyl-(6-phthalimido)]uridin (0,6 Gramm, 0,77 mmol) wurden unter Argon zugegeben, und das Gemisch wurde 2 Stunden lang mechanisch geschüttelt. Weiteres Nukleosid (0,20 Gramm) wurde zugegeben und das Gemisch 24 Stunden lang geschüttelt. Das CPG wurde abfiltriert und nacheinander mit Dichlormethan, Triethylamin und Dichlormethan gewaschen. Das CPG wurde dann unter Vakuum getrocknet, in 10 ml Piperidin suspendiert und 15 Minuten geschüttelt. Das CPG wurde abfiltriert, gründlich mit Dichlormethan gewaschen und erneut unter Vakuum getrocknet. Das Maß der Beladung (bestimmt mittels spektrophotometrischen Assays des DMT-Kations in 0,3 M p-Toluolsulfonsäure bei 498 nm) betrug etwa 28 μmol/g. Das 5'-O-(DMT)-3'-O-[hexyl-(6-phthalimido]uridin-2'-O-succinyl-aminopropyl-poröse Glas wurde benutzt, um die Oligomere unter Benutzung der Standardbedingungen der Phosphoramiditchemie in einem DNA-Syntheseautomaten ABI 380B zu synthetisieren. Ein Vier-Basen-Oligomer, 5'-GACU*-3', wurde benutzt, um die Struktur des 3'-O-Hexylamin-Anhefters, eingeführt in das Oligonukleotid, mittels NMR zu bestätigen. Wie erwartet, wurde bei der 1H-NMR ein Multiplett-Signal zwischen 1,0 und 1,8 ppm festgestellt.Succinylated and capped aminopropyl porous glass (CPG, pore diameter 500 Å, aminopropyl-CPG, 1.0 gram prepared according to Damha et al., Nucl. Acids Res. 1990, 18, 3.813) was added to 12 ml of anhydrous pyridine in one 100 ml round bottom flask. 1- (3-dimethylaminopropyl) -3-ethylcarbodiimide (DEC, 0.38 grams, 2.0 mmol), triethylamine (TEA, 100 μL, distilled over CaH 2 ), dimethylaminopyridine (DMAP, 0.012 grams, 0.1 mmol) and nucleoside 5'-O-DMT-3'-O- [hexyl- (6-phthalimido)] uridine (0.6 grams, 0.77 mmol) was added under argon and the mixture was mechanically shaken for 2 hours. Additional nucleoside (0.20 grams) was added and the mixture was shaken for 24 hours. The CPG was filtered off and washed successively with dichloromethane, triethylamine and dichloromethane. The CPG was then dried under vacuum, suspended in 10 ml of piperidine and shaken for 15 minutes. The CPG was filtered off, washed thoroughly with dichloromethane and again dried under vacuum. The level of loading (determined by spectrophotometric assays of the DMT cation in 0.3 M p-toluenesulfonic acid at 498 nm) was about 28 μmol / g. The 5'-O- (DMT) -3'-O- [hexyl (6-phthalimido) uridine-2'-O-succinyl-aminopropyl porous glass was used to synthesize the oligomers using the standard phosphoramidite chemistry conditions DNA synthesizer ABI 380B A four-base oligomer, 5'-GACU * -3 ', was used to confirm the structure of the 3'-O-hexylamine inserter introduced into the oligonucleotide by NMR. As expected, 1 H NMR detected a multiplet signal between 1.0 and 1.8 ppm.

BEISPIEL 20EXAMPLE 20

5'-O-DMT-3'-O-[hexylamino]-uridin5'-O-DMT-3'-O- [hexylamino] -uridine

5'-O-(DMT)-3'-O-[hexyl-(6-phthalimido)]uridin (4,5 Gramm, 5,8 mmol) wird in 200 ml Methanol in einem 500-ml-Kolben gelöst. Hydrazin (1 ml, 31 mmol) wird unter Rühren zu dem Reaktionsgemisch gegeben. Das Gemisch wird in einem Ölbad auf 60 bis 65 °C erwärmt und 14 Stunden lang unter Rückfluss erhitzt. Das Lösemittel wird unter Vakuum verdampft und der Rückstand in Dichlormethan (250 ml) gelöst und zweimal mit einem gleichen Volumen an NH4OH extrahiert. Die organische Schicht wird eingedampft, um das Rohprodukt zu erhalten, dessen NMR anzeigt, dass es nicht völlig rein ist. Rf = 0 in 100%igem Ethylacetat. Das Produkt wird ohne weitere Reinigung in nachfolgenden Reaktionen benutzt.5'-O- (DMT) -3'-O- [hexyl- (6-phthalimido)] uridine (4.5 grams, 5.8 mmol) is dissolved in 200 ml of methanol in a 500 ml flask. Hydrazine (1 mL, 31 mmol) is added to the reaction mixture with stirring. The mixture is heated in an oil bath at 60 to 65 ° C and heated under reflux for 14 hours. The solvent is evaporated in vacuo and the residue is dissolved in dichloromethane (250 ml) and extracted twice with an equal volume of NH 4 OH. The organic layer is evaporated to yield the crude product whose NMR indicates that it is not completely pure. R f = 0 in 100% ethyl acetate. The product is used without further purification in subsequent reactions.

BEISPIEL 21EXAMPLE 21

3'-O-[Propyl-(3-phthalimido)]-adenosin3'-O- [propyl- (3-phthalimido)] - adenosine

Zu einer Lösung von Adenosin (20,0 g, 75 mmol) in trockenem Dimethylformamid (550 ml) bei 5 °C wurde Natriumhydrid (60 % Öl, 4,5 g, 112 mmol) gegeben. Nach einer Stunde wurde N-(3-Brompropyl)phthalimid (23,6 g, 86 mmol) zugegeben und die Temperatur auf 30 °C erhöht und für 16 Stunden beibehalten. Eis wird zugegeben und die Lösung unter Vakuum zu einem Gummi eingedampft. Das Gummi wurde zwischen Wasser und Ethylacetat (4 × 300 ml) verteilt. Die organische Phase wurde abgetrennt, getrocknet und unter Vakuum eingedampft, und das entstandene Gummi wurde auf Silicagel (95/5 CH2Cl2/MeOH) chromatographiert und ergab einen weißen Feststoff (5,7 g) des 2'-O-(Propylphthalimid)adenosins. Die Fraktionen, die das 3'-O-(Propylphthalimid)adenosin enthielten, wurde ein zweites Mal unter Benutzung desselben Lösemittelsystems auf Silicagel chromatographiert.To a solution of adenosine (20.0 g, 75 mmol) in dry dimethylformamide (550 mL) at 5 ° C was added sodium hydride (60% oil, 4.5 g, 112 mmol). After one hour, N- (3-bromopropyl) phthalimide (23.6 g, 86 mmol) was added and the temperature raised to 30 ° C and maintained for 16 hours. Ice is added and the solution is evaporated under vacuum to a gum. The gum was partitioned between water and ethyl acetate (4 x 300 mL). The organic phase was separated, dried and evaporated in vacuo and the resulting gum chromatographed on silica gel (95/5 CH 2 Cl 2 / MeOH) to give a white solid (5.7 g) of 2'-O- (propylphthalimide ) adenosine. The fractions containing the 3'-O- (propylphthalimido) adenosine were chromatographed a second time on silica gel using the same solvent system.

Das Kristallisieren der 2'-O-(Propylphthalimid)adenosin-Fraktionen aus Methanol ergab einen kristallinen Feststoff, Smp. 123 bis 124 °C. 1H-NMR (400 MHz: DMSO-d6) δ 1,70 (m, 2H, CH2), 3,4–3,7 (m, 6H, C5', CH2, OCH2, Phth CH2), 3,95 (q, 1H, C4'H), 4,30 (q, 1H, C5'H), 4,46 (t, 1H, C2'H), 5,15 (d, 1H, C3'OH), 5,41 (t, 1H, C5'OH), 5,95 (d, 1H, C1'H) 7,35 (s, 2H, NH2), 7,8 (brs, 4H, Ar), 8,08 (s, 1H, C2H) und 8,37 (s, 1H, C8H). Anal. berechnet C21H22N6O6: C, 55,03; H, 4,88; N, 18,49. Gefunden: C, 55,38; H, 4,85; N, 18,46.Crystallization of the 2'-O- (propylphthalimido) adenosine fractions from methanol gave a crystalline solid, m.p. 123-124 ° C. 1 H-NMR (400 MHz: DMSO-d 6 ) δ 1.70 (m, 2H, CH 2 ), 3.4-3.7 (m, 6H, C 5 ' , CH 2 , OCH 2 , Phth CH 2), 3.95 (q, 1H, C 4 'H), 4.30 (q, 1H, C 5' H), 4.46 (t, 1H, C2 'H), 5.15 (d , 1H, C 3 ' OH), 5.41 (t, 1H, C 5' OH), 5.95 (d, 1H, C 1 ' H) 7.35 (s, 2H, NH 2 ), 7, 8 (brs, 4H, Ar), 8.08 (s, 1H, C 2 H) and 8.37 (s, 1H, C 8 H). Anal. calculated C 21 H 22 N 6 O 6: C, 55.03; H, 4,88; N, 18,49. Found: C, 55.38; H, 4.85; N, 18.46.

Das Kristallisieren der 3'-O-(Propylphthalimid)adenosin-Fraktionen aus H2O ergab eine Analysenprobe, Smp. 178 bis 179 °C. 1H-NMR (400 MHz: DMSO-d6) δ 5,86 (d, 1H, H-1').Crystallization of the 3'-O- (propylphthalimido) adenosine fractions from H 2 O gave an analytical sample, mp 178-179 ° C. 1 H-NMR (400 MHz: DMSO-d 6 ) δ 5.86 (d, 1H, H-1 ').

BEISPIEL 22EXAMPLE 22

3'-O-[Propyl-(3-phthalimido)]-N6-benzoyl-adenosin3'-O- [propyl- (3-phthalimido)] - N 6 -benzoyl-adenosine

3'-O-(3-Propylphthalimid)adenosin wird mit Benzoylchlorid in einer Weise behandelt, die der Arbeitsweise von Gaffney et al., Tetrahedron Lett. 1982, 23, 2.257 ähnlich ist. Die Reinigung des Rohmaterials mittels Chromatographie auf Silicagel (Ethylacetat-Methanol) ergibt die Titelverbindung.3'-O- (3-propylphthalimide) adenosine is treated with benzoyl chloride in a manner that is functional by Gaffney et al., Tetrahedron Lett. 1982, 23, 2.257. Purification of the crude material by chromatography on silica gel (Ethyl acetate-methanol) gives the title compound.

BEISPIEL 23EXAMPLE 23

3'-O-[Propyl-(3-phthalimido)]-5'-O-DMT-N6-benzoyl-adenosin3'-O- [Propyl- (3-phthalimido)] - 5'-O-DMT-N 6 -benzoyl-adenosine

Zu einer Lösung von 3'-O-(Propyl-3-phthalimid)-N6-benzoyladenosin (4,0 g) in Pyridin (250 ml) wird DMT-Cl (3,3 g) gegeben. Das Reaktionsgemisch wird 16 h lang gerührt. Das Reaktionsgemisch wird zu Eis/Wasser/Ethylacetat gegeben, die organische Schicht wird abgetrennt, getrocknet und unter Vakuum eingeengt, das entstehende Gummi wird auf Silicagel (Ethylacetat-Methanol-Triethylamin) chromatographiert und ergibt die Titelverbindung.To a solution of 3'-O- (propyl-3-phthalimido) -N 6 -benzoyladenosine (4.0 g) in pyridine (250 ml) is added DMT-Cl (3.3 g). The reaction mixture is stirred for 16 h. The reaction mixture is added to ice / water / ethyl acetate, the organic layer is separated, dried and concentrated in vacuo, the resulting gum is chromatographed on silica gel (ethyl acetate-methanol-triethylamine) to give the title compound.

BEISPIEL 24EXAMPLE 24

3'-O-[Propyl-(3-phthalimido)]-5'-O-DMT-N6-benzoyl-adenosin-2'-O-(2-cyanoethyl-N,N-diisopropyl)phosphoramidit3'-O- [Propyl- (3-phthalimido)] - 5'-O-DMT-N 6 -benzoyl-adenosine-2'-O- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropyl) phosphoramidite

3'-O-(Propyl-3-phthalimid)-5'-O-DMT-N6-benzoyladenosin wird mit (β-Cyanoethoxy)chlor-N,N-diisopropyl)aminophosphan in einer Weise behandelt, die der Arbeitsweise von Seela, et al., Biochemistry 1987, 26, 2.233 ähnlich ist. Chromatographie auf Silicagel (EtOAc/Hexan) ergibt die Titelverbindung als einen weißen Schaum.3'-O- (Propyl-3-phthalimido) -5'-O-DMT-N 6 -benzoyladenosine is treated with (β-cyanoethoxy) chloro-N, N-diisopropyl) aminophosphine in a manner analogous to the procedure of Seela , et al., Biochemistry 1987, 26, 2.233. Chromatography on silica gel (EtOAc / hexane) gives the title compound as a white foam.

BEISPIEL 25EXAMPLE 25

3'-O-(Aminopropyl)-adenosin3'-O- (Aminopropyl) -adenosine

Eine Lösung von 3'-O-(Propyl-3-phthalimid)adenosin (8,8 g, 19 mmol), 95%igem Ethanol (400 ml) und Hydrazin (10 ml, 32 mmol) wird 16 h lang bei Raumtemperatur gerührt. Das Reaktionsgemisch wird filtriert und das Filtrat unter Vakuum eingeengt. Es wird Wasser (150 ml) zugegeben und mit Essigsäure auf pH 5,0 angesäuert. Die wässrige Lösung wird mit EtOAc (2 × 30 ml) extrahiert, und die wässrige Phase wird unter Vakuum eingeengt und ergibt die Titelverbindung als ein HOAc-Salz.A solution of 3'-O- (propyl-3-phthalimide) adenosine (8.8 g, 19 mmol), 95% ethanol (400 ml) and hydrazine (10 ml, 32 mmol) is stirred for 16 h at room temperature. The reaction mixture is filtered and the filtrate concentrated under vacuum. It's going to be water (150 ml) and acidified to pH 5.0 with acetic acid. The aqueous solution is washed with EtOAc (2 × 30 ml), and the aqueous Phase is concentrated in vacuo to give the title compound as a HOAc salt.

BEISPIEL 26EXAMPLE 26

3'-O-[3-(N-Trifluoracetamido)propyl]-adenosin3'-O- [3- (N-trifluoroacetamido) propyl] adenosine

Eine Lösung von 3'-O-(Propylamino)adenosin in Methanol (50 ml) und Triethylamin (15 ml, 108 mmol) wird mit Ethyltrifluoracetat (18 ml, 151 mmol) behandelt. Das Reaktionsgemisch wird 16 h lang gerührt und dann unter Vakuum eingeengt, und das entstandene Gummi wird auf Silicagel (9/1, EtOAc-MeOH) chromatographiert und ergibt die Titelverbindung.A solution of 3'-O- (propylamino) adenosine in methanol (50 ml) and triethylamine (15 ml, 108 mmol) is washed with Ethyl trifluoroacetate (18 mL, 151 mmol). The reaction mixture is stirred for 16 h and then concentrated under vacuum, and the resulting gum becomes on silica gel (9/1, EtOAc-MeOH) and gives the Title compound.

BEISPIEL 27EXAMPLE 27

N6-Dibenzoyl-3'-O-[3-(N-trifluoracetamido)propyl]-adenosinN 6 -dibenzoyl-3'-O- [3- (N-trifluoroacetamido) propyl] adenosine

3'-O-[3-(N-Trifluoracetamido)propyl]adenosin wird gemäß Beispiel 22 unter Benutzung einer Jones-Modifikation behandelt, wobei bei der Aufarbeitung Tetrabutylammoniumfluorid anstelle von Ammoniumhydroxid benutzt wird. Das Rohprodukt wird unter Benutzung von Silicagel-Chromatographie (EtOAc/MeOH 1/1) gereinigt und ergibt die Titelverbindung.3'-O- [3- (N-trifluoroacetamido) propyl] adenosine becomes according to example 22 using a Jones modification treated with Working up tetrabutylammonium fluoride instead of ammonium hydroxide is used. The crude product is purified using silica gel chromatography (EtOAc / MeOH 1/1) to give the title compound.

BEISPIEL 28EXAMPLE 28

N6-Dibenzoyl-5'-O-DMT-3'-O-[3-(N-trifluoracetamido)propyl]-adenosinN 6 -dibenzoyl-5'-O-DMT-3'-O- [3- (N-trifluoroacetamido) propyl] adenosine

DMT-Cl (3,6 g, 10,0 mmol) wird zu einer Lösung von N6-(Dibenzoyl)-3'-O-[3-(N-trifluoracetamido)propyl)adenosin in Pyridin (100 ml) bei Raumtemperatur gegeben und 16 h lang gerührt. Die Lösung wird unter Vakuum eingeengt und auf Silicagel (EtOAc/TEA 99/1) chromatographiert und ergibt die Titelverbindung.DMT-Cl (3.6 g, 10.0 mmol) is added to a solution of N 6 - (dibenzoyl) -3'-O- [3- (N-trifluoroacetamido) propyl) adenosine in pyridine (100 mL) at room temperature and stirred for 16 h. The solution is concentrated in vacuo and chromatographed on silica gel (EtOAc / TEA 99/1) to give the title compound.

BEISPIEL 29EXAMPLE 29

N6-Dibenzoyl-5'-O-DMT-3'-O-[3-(N-trifluoracetamido)propyl]-adenosin-2'-O-(2-cyanoethyl-N,N-diisopropyl)phosphoramiditN 6 -dibenzoyl-5'-O-DMT-3'-O- [3- (N-trifluoroacetamido) propyl] adenosine 2'-O- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropyl) phosphoramidite

Eine Lösung von N6-(Dibenzoyl)-5'-O-(DMT)-3'-O-[3-(N-trifluoracetamido)propyl]adenosin in trockenem CH2Cl2 wird mit Bis-N,N-diisopropylamino-cyanoethylphosphit (1,1 Äq.) und N,N-Diisopropylaminotetrazolid (katalytische Menge) bei Raumtemperatur 16 h lang behandelt. Das Reaktionsgemisch wird unter Vakuum eingeengt und auf Silicagel (EtOAc/Hexan/TEA 6/4/1) chromatographiert und ergibt die Titelverbindung.A solution of N 6 - (dibenzoyl) -5'-O- (DMT) -3'-O- [3- (N-trifluoroacetamido) propyl] adenosine in dry CH 2 Cl 2 is treated with bis-N, N-diisopropylamino cyanoethyl phosphite (1.1 eq.) and N, N-diisopropylaminotetrazolide (catalytic amount) at room temperature for 16 h. Concentrate the reaction under vacuum and chromatograph on silica gel (EtOAc / hexane / TEA 6/4/1) to give the title compound.

BEISPIEL 30EXAMPLE 30

3'-O-(Butylphthalimido)-adenosin3'-O- (Butylphthalimido) adenosine

Die Titelverbindung wird gemäß Beispiel 21 unter Benutzung von N-(4-Brombutyl)phthalimid anstelle von 1-Brompropan hergestellt. Chromatographie auf Silicagel (EtOAc/MeOH) ergibt die Titelverbindung; 1H-NMR (200 MHz, DMSO-d6) δ 5,88 (d, 1H, C1'H).The title compound is prepared according to Example 21 using N- (4-bromobutyl) phthalimide instead of 1-bromopropane. Chromatography on silica gel (EtOAc / MeOH) gives the title compound; 1 H-NMR (200 MHz, DMSO-d 6 ) δ 5.88 (d, 1H, C 1 H).

BEISPIEL 31EXAMPLE 31

N6-Benzoyl-3'-O-(butylphthalimido)-adenosinN 6 -benzoyl-3'-O- (butylphthalimido) -adenosine

Die Benzoylierung von 3'-O-(Butylphthalimid)adenosin gemäß Beispiel 22 ergibt die Titelverbindung.The Benzoylation of 3'-O- (butylphthalimide) adenosine according to example 22 gives the title compound.

BEISPIEL 32EXAMPLE 32

N6-Benzoyl-5'-O-DMT-3'-O-(butylphthalimido)-adenosinN 6 -Benzoyl-5'-O-DMT-3'-O- (butylphthalimido) -adenosine

Die Titelverbindung wird aus 3'-O-(Butylphthalimid)-N6-benzoyladenosin gemäß Beispiel 22 hergestellt.The title compound is prepared from 3'-O- (butylphthalimide) -N 6 -benzoyladenosine according to Example 22.

BEISPIEL 33EXAMPLE 33

N6-Benzoyl-5'-o-DMT-3'-O-(butylphthalimido)-adenosin-2'-O-(2-cyanoethyl-N,N-diisopropyl)phosphoramiditN 6 -Benzoyl-5'-o-DMT-3'-O- (butylphthalimido) -adenosine-2'-O- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropyl) phosphoramidite

Die Titelverbindung wird aus 3'-O-(Butylphthalimid)-5'-O-DMT-N6-benzoyladenosin gemäß Beispiel 24 hergestellt.The title compound is prepared from 3'-O- (butylphthalimide) -5'-O-DMT-N 6 -benzoyladenosine according to Example 24.

BEISPIEL 34EXAMPLE 34

3'-O-(Pentylphthalimido)-adenosin3'-O- (Pentylphthalimido) adenosine

Die Titelverbindung wird gemäß Beispiel 21 unter Benutzung von N-(5-Brompentyl)phthalimid hergestellt. Das Rohmaterial aus der Extraktion wird unter Benutzung von CHCl3/MeOH (95/5) auf Silicagel chromatographiert und ergibt ein Gemisch der 2'- und 3'-Isomeren. Das 2'-Isomer wird aus EtOH/MeOH 8/2 umkristallisiert. Die Mutterlauge wird erneut auf Silicagel chromatographiert und ergibt das 3'-Isomer. 2'-O-(Pentylphthalimido)adenosin: Smp. 159 bis 160 °C. Anal. berechnet für C23H24N6O5: C, 57,26; H, 5,43; N, 17,42. Gefunden: C, 57,03; H, 5,46; N, 17,33. 3'-O- (Pentylphthalimido)adenosin: 1H-NMR (DMSO-d6) δ 5,87 (d, 1H, H-1').The title compound is prepared according to Example 21 using N- (5-bromopentyl) phthalimide. The crude from the extraction is chromatographed on silica gel using CHCl 3 / MeOH (95/5) to give a mixture of the 2 'and 3' isomers. The 2'-isomer is recrystallized from EtOH / MeOH 8/2. The mother liquor is rechromatographed on silica gel to give the 3 'isomer. 2'-O- (pentylphthalimido) adenosine: mp 159-160 ° C. Anal. calculated for C 23 H 24 N 6 O 5: C, 57.26; H, 5:43; N, 17.42. Found: C, 57.03; H, 5:46; N, 17,33. 3'-O- (pentylphthalimido) adenosine: 1 H-NMR (DMSO-d 6 ) δ 5.87 (d, 1H, H-1 ').

BEISPIEL 35EXAMPLE 35

N6-Benzoyl-3'-O-(pentylphthalimido)-adenosinN 6 -Benzoyl-3'-O- (pentylphthalimido) -adenosine

Die Benzoylierung von 3'-O-(Pentylphthalimido)adenosin wird gemäß der Arbeitsweise von Beispiel 22 erzielt und ergibt die Titelverbindung.The Benzoylation of 3'-O- (pentylphthalimido) adenosine will according to the way of working Example 22 gives and gives the title compound.

BEISPIEL 36EXAMPLE 36

N6-Benzoyl-5'-O-DMT-3'-O-(pentylphthalimido)-adenosinN 6 -Benzoyl-5'-O-DMT-3'-O- (pentylphthalimido) -adenosine

Die Titelverbindung wird aus 3'-O-(Pentylphthalimid)-N6-benzoyladenosin gemäß der Arbeitsweise von Beispiel 23 hergestellt. Chromatographie auf Silicagel (Ethylacetat, Hexan, Triethylamin) ergibt die Titelverbindung.The title compound is prepared from 3'-O- (pentylphthalimide) -N 6 -benzoyladenosine according to the procedure of Example 23. Chromatography on silica gel (ethyl acetate, hexane, triethylamine) gives the title compound.

BEISPIEL 37EXAMPLE 37

N6-Benzoyl-5'-O-DMT-3'-O-(pentylphthalimido)-adenosin-2'-O-(2-cyanoethyl-N,N-diisopropyl)phosphoramiditN 6 -Benzoyl-5'-O-DMT-3'-O- (pentylphthalimido) -adenosine-2'-O- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropyl) phosphoramidite

Die Titelverbindung wird aus 3'-O-(Pentylphthalimid)-5'-O-(DMT)-N6-benzoyladenosin gemäß der Arbeitsweise von Beispiel 24 hergestellt, um die Titelverbindung zu ergeben.The title compound is prepared from 3'-O- (pentylphthalimide) -5'-O- (DMT) -N 6 -benzoyladenosine according to the procedure of Example 24 to give the title compound.

BEISPIEL 38EXAMPLE 38

3'-O-(Propylphthalimido)uridin3'-O- (Propylphthalimido) uridine

Eine Lösung des Uridin-Zinn-Komplexes (48,2 g, 115 mmol) in trockenem DMF (150 ml) und N-(3-Brompropyl)phthalimid (46 g, 172 mmol) wurden 6 h lang auf 130 °C erwärmt. Das Rohprodukt wurde direkt auf Silicagel (CHCl3/MeOH 95/5) chromatographiert. Das Isomerenverhältnis von 2' zu 3' des gereinigten Gemisches betrug 81/19. Das 2'-Isomer wurde durch Kristallisation aus MeOH gewonnen. Das Filtrat wurde unter Benutzung von CHCl3/MeOH (95/5) auf Silicagel wieder chromatographiert und ergab das 3'-Isomer als einen Schaum. 2'-O-(Propylphthalimid)uridin: Analysenprobe umkristallisiert aus MeOH, Smp. 165,5 bis 166,5 °C, 1H-NMR (200 MHz, DMSO-d6) δ 1,87 (m, 2H, CH2), 3,49–3,65 (m, 4H, C2'H), 3,80–3,90 (m, 2H, C3'H1C4'H), 4,09 (m, 1H, C2'H), 5,07 (d, 1h, C3'OH), 5,16 (m, 1H, C5'OH), 5,64 (d, 1H, CH=), 7,84 (d, 1H, C1'H), 7,92 (bs, 4H, Ar), 7,95 (d, 1H, CH=) und 11,33 (s, 1H, ArNH). Anal. berechnet C20H21N3H8, C, 55,69; H, 4,91; N, 9,74. Gefunden: C, 55,75; H, 5,12; N, 10,01. 3'-O-(Propylphthalimid)uridin: 1H-NMR (DMSO-d6) δ 5,74 (d, 1H, H-1').A solution of the uridine-tin complex (48.2 g, 115 mmol) in dry DMF (150 mL) and N- (3-bromopropyl) phthalimide (46 g, 172 mmol) was heated to 130 ° C for 6 h. The crude product was chromatographed directly on silica gel (CHCl 3 / MeOH 95/5). The isomer ratio of 2 'to 3' of the purified mixture was 81/19. The 2'-isomer was recovered by crystallization from MeOH. The filtrate was rechromatographed on silica gel using CHCl 3 / MeOH (95/5) to give the 3 'isomer as a foam. 2'-O- (Propylphthalimide) uridine: Analyte sample recrystallized from MeOH, mp 165.5-166.5 ° C, 1 H-NMR (200 MHz, DMSO-d 6 ) δ 1.87 (m, 2H, CH 2 ), 3.49-3.65 (m, 4H, C 2 ' H), 3.80-3.90 (m, 2H, C 3' H 1 C 4 ' H), 4.09 (m, 1H, C 2 ' H), 5.07 (d, 1h, C 3' OH), 5.16 (m, 1H, C 5 ' OH), 5.64 (d, 1H, CH =), 7, 84 (d, 1H, C 1 ' H), 7.92 (bs, 4H, Ar), 7.95 (d, 1H, CH =), and 11.33 (s, 1H, ArNH). Anal. calcd C 20 H 21 N 3 H 8 , C, 55.69; H, 4.91; N, 9,74. Found: C, 55.75; H, 5:12; N, 10.01. 3'-O- (Propylphthalimide) uridine: 1 H-NMR (DMSO-d 6 ) δ 5.74 (d, 1H, H-1 ').

BEISPIEL 39EXAMPLE 39

3'-O-(Aminopropyl)-uridin3'-O- (Aminopropyl) -uridine

Die Titelverbindung wird gemäß der Arbeitsweise von Beispiel 25 hergestellt.The Title compound is according to the procedure prepared from Example 25.

BEISPIEL 40EXAMPLE 40

3'-O-[3-(N-Trifluoracetamido)propyl]-uridin3'-O- [3- (N-trifluoroacetamido) propyl] -uridine

3'-O-(Propylamino)uridin wird gemäß der Arbeitsweise von Beispiel 26 behandelt, um die Titelverbindung zu ergeben.3'-O- (propylamino) uridine will according to the way of working of Example 26 to give the title compound.

BEISPIEL 41EXAMPLE 41

5'-O-DMT-3'-O-[3-(N-Trifluoracetamido)propyl]-uridin5'-O-DMT-3'-O- [3- (N-trifluoroacetamido) propyl] -uridine

3'-O-[3-(N-Trifluoracetamido)propyl]uridin wird gemäß der Arbeitsweise von Beispiel 28 behandelt, um die Titelverbindung zu ergeben.3'-O- [3- (N-trifluoroacetamido) propyl] uridine will according to the way of working of Example 28 to give the title compound.

BEISPIEL 42EXAMPLE 42

5'-O-DMT-3'-O-[3-(N-trifluoracetamido)propyl]-uridin-2'-O-(2-cyanoethyl-N,N-diisopropyl)phosphoramidit5'-O-DMT-3'-O- [3- (N-trifluoroacetamido) propyl] -uridine-2'-O- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropyl) phosphoramidite

5'-O-(DMT)-3'-O-[3-(N-Trifluoracetamido)propyl]uridin wird gemäß der Arbeitsweise von Beispiel 29 behandelt, um die Titelverbindung zu ergeben.5'-O- (DMT) -3'-O- [3- (N-trifluoroacetamido) propyl] uridine will according to the way of working of Example 29 to give the title compound.

BEISPIEL 43EXAMPLE 43

3'-O-(Propylphthalimido)-cytidin3'-O- (Propylphthalimido) -cytidine

Die Titelverbindungen wurden gemäß der Arbeitsweise von Beispiel 21 hergestellt.The Title compounds were according to the procedure of Example 21.

2'-O-(Propylphthalimid)cytidin: 1H-NMR (200 MHz, DMSO-d6) δ 5,82 (d, 1H, C1'H).2'-O- (Propylphthalimide) cytidine: 1 H-NMR (200 MHz, DMSO-d 6 ) δ 5.82 (d, 1H, C 1 H).

3'-O-(Propylphthalimid)cytidin: 1H-NMR (200 MHz, DMSO-d6) δ 5,72 (d, 1H, C1'H).3'-O- (Propylphthalimide) cytidine: 1 H-NMR (200 MHz, DMSO-d 6 ) δ 5.72 (d, 1H, C 1 H).

BEISPIEL 44EXAMPLE 44

3'-O-(Aminopropyl)-cytidin3'-O- (Aminopropyl) -cytidine

3'-O-(Propylphthalimid)cytidin wird gemäß der Arbeitsweise von Beispiel 25 behandelt, um die Titelverbindung zu ergeben.3'-O- (propylphthalimide) cytidine will according to the way of working of Example 25 to give the title compound.

BEISPIEL 45EXAMPLE 45

3'-O-[3-(N-Trifluoracetamido)propyl]-cytidin3'-O- [3- (N-trifluoroacetamido) propyl] -cytidine

3'-O-(Propylamino)cytidin wird gemäß der Arbeitsweise von Beispiel 26 behandelt, um die Titelverbindung zu ergeben.3'-O- (propylamino) cytidine will according to the way of working of Example 26 to give the title compound.

BEISPIEL 46EXAMPLE 46

N4-Benzoyl-3'-O-[3-(N-trifluoracetamido)propyl]-cytidinN 4 -Benzoyl-3'-O- [3- (N-trifluoroacetamido) propyl] -cytidine

3'-O-[3-(N-Trifluoracetamido)propyl]cytidin wird gemäß der Arbeitsweise von Beispiel 27 behandelt, um die Titelverbindung zu ergeben.3'-O- [3- (N-trifluoroacetamido) propyl] cytidine will according to the way of working of Example 27 to give the title compound.

BEISPIEL 47EXAMPLE 47

N4-Benzoyl-5'-O-DMT-3'-O-[3-(N-trifluoracetamido)propyl]-cytidinN 4 -Benzoyl-5'-O-DMT-3'-O- [3- (N-trifluoroacetamido) propyl] -cytidine

N4-(Benzoyl)-3'-O-[3-(N-trifluoracetamido)propyl]-cytidin wird gemäß der Arbeitsweise von Beispiel 28 behandelt, um die Titelverbindung zu ergeben.N 4 - (Benzoyl) -3'-O- [3- (N-trifluoroacetamido) propyl] -cytidine is treated according to the procedure of Example 28 to give the title compound.

BEISPIEL 48EXAMPLE 48

N4-Benzoyl-5'-O-DMT-3'-O-[3-(N-trifluoracetamido)propyl]-cytidin-2'-O-(2-cyanoethyl-N,N-diisopropyl)phosphoramiditN 4 -Benzoyl-5'-O-DMT-3'-O- [3- (N-trifluoroacetamido) propyl] -cytidine-2'-O- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropyl) phosphoramidite

N4-(Benzoyl)-5'-O-(DMT)-3'-O-[3-(N-trifluoracetamido)propyl]cytidin wird gemäß der Arbeitsweise von Beispiel 29 behandelt, um die Titelverbindung zu ergeben.N 4 - (Benzoyl) -5'-O- (DMT) -3'-O- [3- (N -trifluoroacetamido) propyl] cytidine is treated according to the procedure of Example 29 to give the title compound.

BEISPIEL 49EXAMPLE 49

Allgemeine Arbeitsweisen für die Oligonukleotid-SyntheseGeneral Working methods for the oligonucleotide synthesis

Oligonukleotide wurden in einem Nukleinsäuresynthesesystem Perseptive Biosystems Expedite 8901 synthetisiert. Mehrere 1-μmol-Synthesen wurden für jedes Oligonukleotid durchgeführt. Tritylgruppen wurden mit Trichloressigsäure entfernt (975 μl während einer Minute), gefolgt von einer Acetonitril-Wäsche. Alle Standard-Amidite (0,1 M) wurden zweimal pro Zyklus gekoppelt (die gesamte Kopplungsdauer betrug etwa 4 Minuten). Alle neuen Amidite wurden in trockenem Acetonitril (100 mg Amidit/1 ml Acetonitril) gelöst, um etwa 0,08 bis 0,1 M Lösungen zu ergeben. Die gesamte Kopplungsdauer betrug etwa 6 Minuten (105 μl zugeführtes Amidit). 1-H-Tetrazol in Acetonitril wurde als das Aktivierungsagens benutzt. Überschüssiges Amidit wurde mit Acetonitril weggewaschen. (1S)-(+)-(10-Camphersulfonyl)oxaziridin (CSO, 1,0 g CSO/8,72 ml trockenes Acetonitril) wurde benutzt, um Phosphodiester-Bindungen zu oxidieren (4-minütiger Warteschritt), wohingegen 3H-1,2-Benzodithiol-3-on-1,1-dioxid (Beaucage-Reagens, 3,4 g Beaucage-Reagens/200 ml Acetonitril) benutzt wurde, um Phosphorothioat-Bindungen zu oxidieren (1- minütiger Warteschritt). Nichtumgesetzte Funktionalitäten wurden mit einem 50:50-Gemisch aus Tetrahydrofuran/Essigsäureanhydrid und Tetrahydrofuran/Pyridin/1-Methylimidazol verkappt. Die Tritylausbeuten wurden während der Dauer der Synthese mittels des Tritylmonitors überwacht. Die abschließende DMT-Gruppe wurde intakt belassen. Die Oligonukleotide wurden in 1 ml 28,0- bis 30%igem Ammoniumhydroxid (NH4OH) während etwa 16 Stunden bei 55 °C entschützt. Oligonukleotide wurden auch in einem größeren Maßstab hergestellt (20 μmol/Synthese). Tritylgruppen wurden mit etwas mehr als 8 ml Trichloressigsäure entfernt. Alle Standard-Amidite (0,1 M) wurden zweimal pro Zyklus gekoppelt (13-minütiger Kopplungsschritt). Alle neuen Amidite wurden ebenfalls viermal pro Zyklus gekoppelt, jedoch wurde die Kopplungsdauer auf etwa 20 Minuten erhöht (480 μl Amidit zuführend). Die Oxidationsdauern blieben die gleichen, jedoch erhöhte sich die Zufuhr an Oxidationsmittel auf etwa 1,88 ml je Zyklus. Oligonukleotide wurden in 5 ml 28,0- bis 30%igem NH4OH während etwa 16 Stunden bei 55 °C entschützt.Oligonucleotides were synthesized in a Nucleic Acid Synthesis System Perseptive Biosystems Expedite 8901. Several 1 μmol syntheses were performed for each oligonucleotide. Trityl groups were removed with trichloroacetic acid (975 μl for one minute), followed by acetonitrile washing. All Stan dard amidites (0.1 M) were coupled twice per cycle (the total coupling time was about 4 minutes). All new amidites were dissolved in dry acetonitrile (100 mg amidite / 1 mL acetonitrile) to give about 0.08 to 0.1 M solutions. The total coupling time was about 6 minutes (105 μl supplied amidite). 1-H-tetrazole in acetonitrile was used as the activating agent. Excess amidite was washed away with acetonitrile. (1S) - (+) - (10-camphorsulfonyl) oxaziridine (CSO, 1.0 g CSO / 8.72 mL dry acetonitrile) was used to oxidize phosphodiester bonds (4 minute wait step), whereas 3H-1 , 2-benzodithiol-3-one-1,1-dioxide (Beaucage reagent, 3.4 g Beaucage reagent / 200 ml acetonitrile) was used to oxidize phosphorothioate bonds (1-minute waiting step). Unreacted functionalities were capped with a 50:50 mixture of tetrahydrofuran / acetic anhydride and tetrahydrofuran / pyridine / 1-methylimidazole. The trityl yields were monitored by the trityl monitor for the duration of the synthesis. The final DMT group was left intact. The oligonucleotides were deprotected in 1 ml of 28.0 to 30% ammonium hydroxide (NH 4 OH) for about 16 hours at 55 ° C. Oligonucleotides were also made on a larger scale (20 μmol / synthesis). Trityl groups were removed with just over 8 ml of trichloroacetic acid. All standard amidites (0.1 M) were coupled twice per cycle (13-minute coupling step). All new amidites were also coupled four times per cycle, but the coupling time was increased to about 20 minutes (feeding 480 μl amidite). The oxidation times remained the same, but the oxidizer supply increased to about 1.88 ml per cycle. Oligonucleotides were deprotected in 5 ml of 28.0 to 30% NH 4 OH for about 16 hours at 55 ° C.

Tabelle I 3'-O-(2-Methoxyethyl)-haltige, 2'-5'-verknüpfte Oligonukleotide

Figure 01010001
Table I 3'-O- (2-methoxyethyl) -containing, 2'-5'-linked oligonucleotides
Figure 01010001

Figure 01020001
Figure 01020001

  • 1Alle mit einem Stern versehenen Nukleoside enthalten 3'-O-(2-Methoxyethyl). 1 All starred nucleosides contain 3'-O- (2-methoxyethyl).

BEISPIEL 50EXAMPLE 50

Allgemeine Arbeitsweise zur Reinigung von OligonukleotidenGeneral working method for purification of oligonucleotides

Im Anschluss an den Spaltungs- und den Entschützungsschritt wurden die Roholigonukleotide (wie z.B. diejenigen, die in Beispiel 49 synthetisiert wurden) unter Benutzung von 0,45-μm-Nylon-Acrodisc-Spritzenfiltern von Gelman vom CPG abfiltriert. Überschüssiges NH4OH wurde in einem Savant AS160 Automatic Speedvac abgedampft. Die Rohausbeute wurde in einem Diodenarray-Spektrophotometer 8452A von Hewlett Packard bei 260 nm gemessen. Rohproben wurden dann in einem Elektrospray-Massenspektrometer von Hewlett Packard massenspektrometrisch (MS) und in einem Beckmann-P/ACE-System 5000 mittels Kapillar-Gelelektrophorese (CGE) analysiert. Trityl-On-Oligonukleotide wurden mittels präparativer Umkehrphasen-Hochleistungsflüssigkeitschromatograpie (HPLC) gereinigt. Die HPLC-Bedingungen waren wie folgt: Waters 600E mit Detektor 991; Säule Waters Delta Pak C4 (7,8 × 300 mm); Lösemittel A: 50 mM Triethylammoniumacetat (TEA-Ac), pH 7,0; B: 100 % Acetonitril; Durchflussgeschwindigkeit 2,5 ml/min; Gradient: 5 % B während der ersten fünf Minuten mit linearem Anstieg von B auf 60 % während der nächsten 55 Minuten. Größere Oligo-Ausbeuten aus den größeren 20-μmol-Synthesen wurden auf größeren HPLC-Säulen (Waters Bondapak HC18HA) gereinigt, und die Durchflussgeschwindigkeit wurde auf 5,0 ml/min erhöht. Geeignete Fraktionen wurden aufgefangen und Lösemittel im Speedvac weggetrocknet. Die Oligonukleotide wurden während etwa 45 Minuten in 80%iger Essigsäure detrityliert und wieder lyophilisiert. Freies Trityl und überschüssiges Salz wurden entfernt, indem die detritylierten Oligonukleotide durch Sephadex G-25 (Größenausschlusschromatographie) gegeben und geeignete Proben mittels eines Pharmacia-Fraktionensammlers aufgefangen wurden. Das Lösemittel wurde wieder in einem Speedvac abgedampft. Die gereinigten Oligonukleotide wurden dann mittels CGE, HPLC (Durchflussgeschwindigkeit 1,5 ml/min, Säule Waters Delta Pak C4, 3,9 × 300 mm) und MS auf Reinheit analysiert. Die Endausbeute wurde mittels eines Spektrophotometers bei 260 nm bestimmt.Following the cleavage and deprotection steps, crude oligonucleotides (such as those synthesized in Example 49) were prepared using 0.45 μm nylon acrodisc gas Filtered by Gelman filtered from the CPG. Excess NH 4 OH was evaporated in a Savant AS160 Automatic Speedvac. Crude yield was measured in a Hewlett Packard diode array spectrophotometer 8452A at 260 nm. Raw samples were then analyzed in a Hewlett Packard mass spectrometric electrospray mass spectrometer (MS) and in a Beckman P / ACE 5000 system by capillary gel electrophoresis (CGE). Trityl on oligonucleotides were purified by preparative reverse phase high performance liquid chromatography (HPLC). The HPLC conditions were as follows: Waters 600E with detector 991; Column Waters Delta Pak C4 (7.8 × 300 mm); Solvent A: 50 mM triethylammonium acetate (TEA-Ac), pH 7.0; B: 100% acetonitrile; Flow rate 2.5 ml / min; Gradient: 5% B during the first five minutes, with a linear increase from B to 60% during the next 55 minutes. Larger oligo yields from the larger 20 μmol syntheses were purified on larger HPLC columns (Waters Bondapak HC18HA) and the flow rate was increased to 5.0 ml / min. Appropriate fractions were collected and solvent dried off in Speedvac. The oligonucleotides were detritylated in 80% acetic acid for about 45 minutes and lyophilized again. Free trityl and excess salt were removed by adding the detritylated oligonucleotides through Sephadex G-25 (size exclusion chromatography) and collecting appropriate samples using a Pharmacia fraction collector. The solvent was again evaporated in a Speedvac. The purified oligonucleotides were then analyzed for purity by CGE, HPLC (flow rate 1.5 ml / min, Waters Delta Pak C4 column, 3.9 x 300 mm) and MS. The final yield was determined by means of a spectrophotometer at 260 nm.

Tabelle II Physikalische Kennzeichen von 3'-O-(2-Methoxyethyl)-haltigen 2'-5'-verknüpften Oligonukleotiden

Figure 01030001
Table II Physical characteristics of 3'-O- (2-methoxyethyl) -containing 2'-5'-linked oligonucleotides
Figure 01030001

Figure 01040001
Figure 01040001

  • 2Bedingungen: Waters 600E mit Detektor 991; Säule Waters C4 (3,9 × 300 mm); Lösemittel A: 50 mM TEA-Ac, pH 7,0; B: 100 % Acetonitril; Durchflussgeschwindigkeit 1,5 ml/min; Gradient: 5 % B während der ersten fünf Minuten mit linearem Anstieg von B auf 60 % während der nächsten 55 Minuten. 2 conditions: Waters 600E with detector 991; Waters C4 column (3.9 x 300 mm); Solvent A: 50 mM TEA-Ac, pH 7.0; B: 100% acetonitrile; Flow rate 1.5 ml / min; Gradient: 5% B during the first five minutes, with a linear increase from B to 60% during the next 55 minutes.

BEISPIEL 51EXAMPLE 51

Untersuchungen von Tm modifizierter OligonukleotideStudies of T m modified oligonucleotides

Oligonukleotide, die in den Beispielen 49 und 50 synthetisiert wurden, wurden durch Messung ihrer Schmelztemperatur (Tm) hinsichtlich ihrer relativen Fähigkeit beurteilt, an ihre komplementären Nukleinsäuren zu binden. Die Schmelztemperatur (Tm), eine kennzeichnende physikalische Eigenschaft von Doppelhelices, bezeichnet die Temperatur (in Grad Celsius), bei der 50 % helikale (hybridisiert) gegenüber Knäuel-Formen (unhybridisiert) vorliegen. Tm wird unter Benutzung des UV-Spektrums gemessen, um die Bildung und den Zerfall (Schmelzen) des Hybridisierungskomplexes zu bestimmen. Die Basenstapelung, die während der Hybridisierung erfolgt, ist von einer Verringerung der UV-Absorption (Hypochromizität) begleitet. Folglich zeigt eine Verringerung der UV-Absorption eine höhere Tm an. Je höher die Tm ist, desto größer ist die Festigkeit der Bindungen zwischen den Strängen.Oligonucleotides synthesized in Examples 49 and 50 were evaluated for relative ability by their melting temperature (T m ), their complementary nucleic acids to bind. The melting temperature (T m ), a characteristic physical property of double helices, refers to the temperature (in degrees Celsius) at which 50% helical (hybridized) to ball forms (unhybridized) are present. T m is measured using the UV spectrum to determine the formation and decay (melting) of the hybridization complex. Base stacking, which occurs during hybridization, is accompanied by a reduction in UV absorption (hypochromicity). Thus, a reduction in UV absorption indicates a higher T m . The higher the T m , the greater the strength of the bonds between the strands.

Ausgewählte Prüf-Oligonukleotide und ihre komplementären Nukleinsäuren wurden mit einer Standardkonzentration von 4 μM für jedes Oligonukleotid in Puffer (100 mM NaCl, 10 mM Natriumphosphat, pH 7,0, 0,1 mM EDTA) inkubiert. Die Proben wurden auf 90 °C erhitzt, und die Anfangsextinktion wurde unter Benutzung eines Guilford-Response-II-Spektrophotometers (Corning) erfasst. Die Proben wurden dann langsam auf 15 °C abkühlt, und dann wurde die Änderung der Extinktion bei 260 nm unter Erwärmen während des Wärmedenaturierungsvorganges überwacht. Die Temperatur wurde um 1 °C/Extinktionsablesung erhöht und das Denaturierungsprofil analysiert, indem die erste Ableitung der Schmelzkurve gebildet wurde. Die Daten wurden auch unter Benutzung einer linearen Zwei-Zustände-Regressionsanalyse analysiert, um die Tm = s zu bestimmen. Die Ergebnisse dieser Prüfungen für einige der Oligonukleotide von Beispiel 49 und 50 sind in Tabelle III unten gezeigt.Selected test oligonucleotides and their complementary nucleic acids were incubated at a standard concentration of 4 μM for each oligonucleotide in buffer (100 mM NaCl, 10 mM sodium phosphate, pH 7.0, 0.1 mM EDTA). The samples were heated to 90 ° C and the initial absorbance was monitored using a Guilford Response II spectrophotometer (Corning). The samples were then cooled slowly to 15 ° C, and then the change in absorbance at 260 nm was monitored while heating during the heat denaturation process. The temperature was raised by 1 ° C / absorbance reading and the denaturation profile analyzed by forming the first derivative of the melting curve. The data were also analyzed using a two-state linear regression analysis to determine the T m = s. The results of these tests for some of the oligonucleotides of Examples 49 and 50 are shown in Table III below.

Tabelle III Tm Analyse von Oligonukleotiden

Figure 01050001
Table III T m analysis of oligonucleotides
Figure 01050001

Figure 01060001
Figure 01060001

  • 1Alle mit einem Stern versehenen Nukleoside enthalten 3'-O-(2-Methoxyethyl). 1 All starred nucleosides contain 3'-O- (2-methoxyethyl).

BEISPIEL 52EXAMPLE 52

NMR-Experimente an modifizierten Oligonukleotiden, Vergleich von 3',5'- mit 2',5'-Internukleotidbindungen und 2'-Substituenten mit 3'-Substituenten mittels NMRNMR experiments on modified Oligonucleotides, comparison of 3 ', 5'- with 2 ', 5' internucleotide bonds and 2'-substituents with 3'-substituents by NMR

Das 400-MHz-1H-Spektrum des Oligomers d(GAU2*CT), wobei U2* = 2'-O-Aminohexyluridin, zeigte 8 Signale zwischen 7,5 und 9,0 ppm, die den 8 aromatischen Protonen entsprechen. Außerdem erscheint das anomere Proton von U* als ein Duplett bei 5,9 ppm mit J1',2' = 7,5 Hz, was C2'-endo-Zuckerwellung anzeigt. Das entsprechende 2'-5'-gebundene Isomer zeigt eine ähnliche Struktur mit J1',2' = 3,85 Hz bei 5,75 ppm, was eine RNA-Typ-Zuckerwellung am neuen Modifizierungsort anzeigt, die für die Hybridisierung mit einem mRNA-Ziel günstig ist. Das Protonenspektrum des Oligomers d(GACU3*), wobei U3* = 3'-O-Hexylamin, zeigte die erwarteten 7 aromatischen Protonensignale zwischen 7,5 und 9,0 ppm und das anomere Protonenduplett bei 5,9 ppm mit J1',2' = 4,4 Hz. Dies weist auf eine C3'-endo-Wellung der 3'-O-Alkylamino-Verbindungen im höheren Maße im Vergleich zu ihren 2'-Analogen hin. Die 31P-NMR dieser Oligonukleotide zeigte die erwarteten 4 und 3 Signale von den Internukleotid-Phosphat-Bindungen für d(GAU*CT) bzw. d(GACU*). 3'-5'-gebundene gegenüber 2'-5'-gebundenen weisen bei der RP-HPLC unterschiedliche Retentionszeiten und folglich unterschiedliche Lipophilie auf, was ein möglicherweise unterschiedliches Ausmaß an Wechselwirkungen mit Zellmembranen andeutet.The 400 MHz 1 H spectrum of oligomer d (GAU 2 * CT), where U 2 * = 2'-O-aminohexyluridine, showed 8 signals between 7.5 and 9.0 ppm corresponding to the 8 aromatic protons , In addition, the anomeric proton of U * appears as a doublet at 5.9 ppm with J 1 ', 2' = 7.5 Hz, indicating C2'-endo sugar curl. The corresponding 2'-5'-bound isomer shows a similar structure with J 1 ', 2' = 3.85 Hz at 5.75 ppm, indicating an RNA type sugar well at the new site of modification suitable for hybridization with a mRNA target is favorable. The proton spectrum of oligomer d (GACU 3 *), where U 3 * = 3'-O-hexylamine, showed the expected 7 aromatic proton signals between 7.5 and 9.0 ppm and the anomeric proton doublet at 5.9 ppm with J 1 ', 2' = 4.4 Hz. This indicates a C3'-endo curl of the 3'-O-alkylamino compounds to a greater extent compared to their 2'-analogues. The 31 P NMR of these oligonucleotides showed the expected 4 and 3 signals from the internucleotide phosphate bonds for d (GAU * CT) and d (GACU *), respectively. 3'-5'-bonded versus 2'-5'-bonded have different retention times and consequently different lipophilicity in RP-HPLC, indicating a possibly different degree of interaction with cell membranes.

BEISPIEL 53EXAMPLE 53

Tm-Analyse von 2',5'-verbundenen Oligonukleotiden im Vergleich zu 3',5'-verbundenen OligonukleotidenT m analysis of 2 ', 5'-linked oligonucleotides compared to 3', 5'-linked oligonucleotides

Thermische Schmelzungen wurden gemäß standardisierter Arbeitsweisen in der Literatur durchgeführt. Die Oligonukleotid-Identität ist wie folgt: Oligonukleotid A ist ein normales 3'-5'-gebundenes Phosphodiester-Oligodesoxyribonukleotid mit der Sequenz d(GGC TGU* CTG CG) (SEQ ID NO: 16), wobei der * den Befestigungsort eines 2'- Aminoverbinders kennzeichnet. Oligonukleotid B ist ein normales 3'-5'-gebundenes Phosphodiester-Oligoribonukleotid mit der Sequenz d(GGC TGU* CTG CG), wobei der * den Befestigungsort eines 2'-Aminoverbinders kennzeichnet. Alle Ribonukleotide der Oligonukleotide mit Ausnahme desjenigen, das den *-Substituenten trägt, sind 2'-O-Methyl-Ribonukleotide. Das Oligonukleotid C weist 2'-5'-Bindung in der *-Position zusätzlich zu einem 3'-Aminoverbinder an diesem Ort auf. Der Rest des Oligonukleotids ist ein Phosphodiester-Oligodesoxyribonukleotid mit der Sequenz d(GGC TGU* CTG CG). Das zugrundeliegende Oligonukleotid (kein 2'-Aminoverbinder) war in die Untersuchung nicht einbezogen.thermal Meltings were standardized according to Working methods in the literature carried out. The oligonucleotide identity is like follows: Oligonucleotide A is a normal 3'-5'-bound Phosphodiester oligodeoxyribonucleotide with the sequence d (GGC TGU * CTG CG) (SEQ ID NO: 16), where the * designates the attachment site of a 2'-amino-compound. Oligonucleotide B is a normal 3'-5'-linked phosphodiester oligoribonucleotide with the sequence d (GGC TGU * CTG CG), where the * the mounting location of a 2'-amino Binders features. All ribonucleotides of the oligonucleotides except that bearing the * substituent are 2'-O-methyl ribonucleotides. The oligonucleotide C has 2'-5 'binding in the * position additionally to a 3'-amino linker in this place. The remainder of the oligonucleotide is a phosphodiester oligodeoxyribonucleotide with the sequence d (GGC TGU * CTG CG). The underlying oligonucleotide (no 2'-amino linker) was not involved in the investigation.

Tabelle IIIa

Figure 01080001
Table IIIa
Figure 01080001

Die 2'-5'-Bindungen zeigten eine höhere Schmelztemperatur gegenüber einem RNA-Ziel im Vergleich zu einem DNA-Ziel.The 2'-5 'bonds showed a higher one Melting temperature compared an RNA target compared to a DNA target.

BEISPIEL 54EXAMPLE 54

Schlangengift-Phosphodiesterase- und Leber-Homogenat-Experimente zur Oligonukleotid-StabilitätSnake venom phosphodiesterase and liver homogenate experiments for oligonucleotide stability

Die folgenden Oligonukleotide wurden gemäß der Arbeitsweise von Beispiel 49 synthetisiert.The The following oligonucleotides were prepared according to the procedure of Example 49 synthesized.

Tabelle IV Zur Beurteilung der Stabilität synthetisierte modifizierte Oligonukleotide

Figure 01090001
TABLE IV Modified oligonucleotides synthesized to assess stability
Figure 01090001

  • 1Alle einem Stern versehenen Nukleoside enthalten 3'-O-(2-Methoxyethyl). Alle Nukleoside mit einem # enthalten 2'-O-(2-Methoxyethyl). 1 All starred nucleosides contain 3'-O- (2-methoxyethyl). All nucleosides with a # contain 2'-O- (2-methoxyethyl).

Die Oligonukleotide wurden gemäß der Arbeitsweise von Beispiel 50 gereinigt und hinsichtlich ihrer Struktur analysiert.The Oligonucleotides were used according to the procedure of Example 50 and analyzed for structure.

Tabelle V Eigenschaften modifizierter Oligonukleotide

Figure 01100001
Table V Properties of Modified Oligonucleotides
Figure 01100001

  • 1Alle mit einem Stern versehenen Nukleoside enthalten 3'-O-(2-Methoxyethyl). Alle Nukleoside mit einem # enthalten 2'-O-(2-Methoxyethyl). 1 All starred nucleosides contain 3'-O- (2-methoxyethyl). All nucleosides with a # contain 2'-O- (2-methoxyethyl).
  • 2Bedingungen: Waters 600E mit Detektor 991; Säule Waters C4 (3,9 × 300 mm); Lösemittel A: 50 mM TEA-Ac, pH 7,0; B: 100 % Acetonitril; Durchflussgeschwindigkeit 1,5 ml/min; Gradient: 5 % B während der ersten fünf Minuten mit linearem Anstieg von B auf 60 % während der nächsten 55 Minuten. 2 conditions: Waters 600E with detector 991; Waters C4 column (3.9 x 300 mm); Solvent A: 50 mM TEA-Ac, pH 7.0; B: 100% acetonitrile; Flow rate 1.5 ml / min; Gradient: 5% B during the first five minutes, with a linear increase from B to 60% during the next 55 minutes.

BEISPIEL 55EXAMPLE 55

3'-O-Aminopropyl-modifizierte Oligonukleotide3'-O-aminopropyl modified oligonucleotides

Unter Befolgung der oben veranschaulichten Arbeitsweisen zur Synthese von Oligonukleotiden wurden außer den herkömmlichen Amiditen modifizierte 3'-Amidite benutzt, um die Oligonukleotide herzustellen, die in Tabelle VI und VII aufgeführt sind. Zu benutzten Nukleosiden gehören N6-Benzoyl-3'-O-propylphthalimido-A-2'-amidit, 2'-O-Propylphthaloyl-A-3'-amidit, 2'-O-Methoxyethyl-thymidin-3'-amidit (RIC, Inc.), 2'-O-MOE-G-3'-amidit (RI Chemical), 2'-O-Methoxyethyl-5-methylcytidin-3'-amidit, 2'-O-Methoxyethyl-adenosin-3'-amidit (RI Chemical) und 5-Methylcytidin-3'-amidit. 3'-Propylphthalimido-A und 2'-Propylphthalimido-A wurden als der feste LCA-CPG-Träger benutzt. Die erforderlichen Mengen der Amidite wurden in getrocknete Fläschchen gegeben, in Acetonitril gelöst (unmodifizierte Nukleoside wurden zu 1 M Lösungen hergestellt und modifizierte Nukleoside zu 100 mg/ml) und in einem Millipore-ExpediteTM-Nukleinsäuresynthesesystem mit den geeigneten Pforten verbunden. Festes Trägerharz (60 mg) wurde in jeder Säule für die Synthese im 2-x-1-μmol-Maßstab benutzt (für jedes Oligo wurden 2 Säulen benutzt). Die Synthese wurde unter Benutzung der Kopplungsvorschrift IBP-PS (1 μmol) für Phosphorothioat-Rückgrate und CSO-8 für Phosphodiester durchgeführt. Die Trityl-Berichte zeigten normale Kopplungsergebnisse an.Following the above-described procedures for the synthesis of oligonucleotides, modified 3'-amidites were used in addition to the conventional amidites to prepare the oligonucleotides listed in Tables VI and VII. Nucleosides to be used include N 6 -benzoyl-3'-O-propylphthalimido-A-2'-amidite, 2'-O-propylphthaloyl-A-3'-amidite, 2'-O-methoxyethyl-thymidine-3'-amidite (RIC, Inc.), 2'-O-MOE-G-3'-amidite (RI Chemical), 2'-O-methoxyethyl-5-methylcytidine-3'-amidite, 2'-O-methoxyethyl-adenosine 3'-amidite (RI Chemical) and 5-methylcytidine-3'-amidite. 3'-Propylphthalimido-A and 2'-Propylphthalimido-A were used as the LCA-CPG solid support. The required quantities of the amidites were added to dried vials, dissolved in acetonitrile (unmodified nucleosides were made into 1 M solutions and modified nucleosides at 100 mg / ml) and connected to the appropriate ports in a Millipore-Expedite nucleic acid synthesis system. Solid support resin (60 mg) was used in each column for 2 x 1 μmol scale synthesis (2 columns were used for each oligo). The synthesis was carried out using the coupling protocol IBP-PS (1 μmol) for phosphorothioate backbones and CSO-8 for phosphodiester. Trityl reports indicated normal coupling results.

Nach der Synthese wurden die Oligonukleotide während etwa 16 h bei 55 °C mit konz. Ammoniumhydroxid (aq), das 10 einer Lösung von 40%igem Methylamin (aq) enthielt, entschützt. Dann wurden sie unter Benutzung eines Savant AS160 Automatic SpeedVac eingedampft (um Ammoniak zu entfernen) und filtriert, um das CPG-Harz zu entfernen. Die Rohproben wurden mittels MS, HPLC und CE analysiert. Dann wurden sie in einem HPLC-System Waters 600E mit einem Detektor 991 unter Benutzung einer präparativen Säule Waters C4 (Alice C4 Prep.) und den folgenden Lösemitteln A: 50 mM TEA-Ac, pH 7,0, und B: Acetonitril unter Benutzung des AMPREP2@-Verfahrens gereinigt. Nach der Reinigung wurden die Oligonukleotide zur Trockne eingedampft und dann während etwa 30 min mit 80%iger Essigsäure bei Raumtemperatur detrityliert. Dann wurden sie eingedampft. Die Oligonukleotide wurden in konz. Ammoniumhydroxid gelöst und dann durch eine Säule gegeben, die Sephadex G-25 enthielt, wobei Wasser als das Lösemittel und ein Fraktionensammler Pharmacia LKB SuperFrac benutzt wurden. Die resultierenden gereinigten Oligonukleotide wurden eingedampft und mittels MS, CE und HPLC analysiert.To In the synthesis, the oligonucleotides were acidified for about 16 h at 55 ° C with conc. Ammonium hydroxide (aq) containing 10% solution of 40% methylamine (aq) deprotected. Then they were using a Savant AS160 Automatic SpeedVac evaporated (to remove ammonia) and filtered to the CPG resin to remove. The raw samples were analyzed by MS, HPLC and CE. Then they were in a Waters 600E HPLC system with a detector 991 using a preparative Pillar Waters C4 (Alice C4 Prep.) And the following solvents A: 50 mM TEA-Ac, pH 7.0, and B: acetonitrile using the AMPREP2 @ method cleaned. After purification, the oligonucleotides became dry evaporated and then while about 30 minutes with 80% acetic acid detritylated at room temperature. Then they were evaporated. The Oligonucleotides were prepared in conc. Dissolved ammonium hydroxide and then through a column containing Sephadex G-25 using water as the solvent and a fraction collector Pharmacia LKB SuperFrac were used. The resulting purified oligonucleotides were evaporated and analyzed by MS, CE and HPLC.

Tabelle VI Oligonukleotide, die Aminopropyl-Substituenten tragen

Figure 01120001
Table VI Oligonucleotides bearing aminopropyl substituents
Figure 01120001

Figure 01130001
Figure 01130001

  • 1Alle unterstrichenen Nukleoside tragen einen 2'-O-Methoxyethyl-Substituenten; Internukleotidbindungen in PS/PO-Oligonukleotiden sind durch die tiefgestellten Darstellungen > s = bzw. > o = gekennzeichnet; A* = 3'-Aminopropyl-A; A* = 2'-Aminopropyl-A; C = 5-Methyl-C 1 All underlined nucleosides carry a 2'-O-methoxyethyl substituent; Internucleotide bonds in PS / PO oligonucleotides are indicated by subscripts> s = and> o =, respectively; A * = 3'-aminopropyl-A; A * = 2'-aminopropyl-A; C = 5-methyl-C

Tabelle VII Aminopropyl-modifizierte Oligonukleotide

Figure 01130002
Table VII Aminopropyl modified oligonucleotides
Figure 01130002

BEISPIEL 56EXAMPLE 56

In-vivo-Stabilität modifizierter OligonukleotideIn vivo stability modified oligonucleotides

Die in-vivo-Stabilität ausgewählter modifizierter Oligonukleotide, die in den Beispielen 49 und 55 synthetisiert wurden, wurde in BALB/c-Mäusen bestimmt. Im Anschluss an eine einzelne intravenöse Verabreichung von 5 mg/kg Oligonukleotid wurden in verschiedenen Zeitabständen Blutproben gezogen und mittels CGE analysiert. Für jedes geprüfte Oligonukleotid wurden 9 männliche BALB/c-Mäuse (Charles River, Wilmington, MA), die etwa 25 g wogen, benutzt. Im Anschluss an eine einwöchige Akklimatisierung erhielten die Mäuse eine einzelne Schwanzveneninjektion von Oligonukleotid (5 mg/kg), verabreicht in phosphatgepufferter Salzlösung (PBS), pH 7,0. An jeder Gruppe wurden eine retrobulbäre (entweder nach 0,25, 0,5, 2 oder 4 h nach Gabe) und eine terminale Blutentnahme (entweder 1, 3, 8 oder 24 h nach Gabe) vorgenommen. Die terminale Blutentnahme (etwa 0,6 bis 0,8 ml) erfolgte mittels Herzpunktion im Anschluss an Ketamin/Xylazin-Anästhesie. Das Blut wurde in ein mit EDTA beschichtetes Sammelröhrchen überführt und zentrifugiert, um Plasma zu erhalten. Zum Abschluss wurden jeder Maus die Leber und die Nieren entnommen. Plasma und Gewebehomogenate wurden zur Analyse benutzt, um den intakten Oligonukleotid-Gehalt mittels CGE zu bestimmen. Alle Proben wurden nach der Gewinnung unverzüglich auf Trockeneis eingefroren und bis zur Analyse bei –80 °C aufbewahrt.The in vivo stability selected modified oligonucleotides synthesized in Examples 49 and 55 were in BALB / c mice certainly. Following a single intravenous administration of 5 mg / kg Oligonucleotide were drawn at different time intervals blood samples and analyzed by CGE. For every one tested Oligonucleotide were 9 male BALB / c mice (Charles River, Wilmington, MA) weighing about 25g. in the Following a one-week The mice received acclimatization a single tail vein injection of oligonucleotide (5 mg / kg), administered in phosphate buffered saline (PBS), pH 7.0. At every Group became a retrobulbar (either after 0.25, 0.5, 2 or 4 h after administration) and one terminal Blood collection (either 1, 3, 8 or 24 hours after administration). The terminal blood collection (about 0.6 to 0.8 ml) was carried out by means of Cardiac puncture following ketamine / xylazine anesthesia. The blood was in transferred an EDTA-coated collection tube and centrifuged to plasma to obtain. In conclusion, each mouse's liver and kidneys taken. Plasma and tissue homogenates were used for analysis around the intact oligonucleotide content using CGE. All samples were taken after recovery immediately frozen on dry ice and stored at -80 ° C until analysis.

Die CGE-Analyse zeigte die relative Nukleasebeständigkeit 2',5'-gebundener Oligomere im Vergleich zu ISIS 11061 (Tabelle III, Beispiel 51) (einheitliches 2'-Desoxyphosphorothioat-Oligonukleotid, gezielt auf Maus-c-Raf). Aufgrund der Nukleasebeständigkeit der 2',5'-Bindung in Verbindung mit der Tatsache, dass 3'-Methoxyethoxy-Substituenten gegenwärtig sind und für weiteren Nukleaseschutz sorgen, wurde festgestellt, dass die Oligonukleotide ISIS 17176, ISIS 17177, ISIS 17178, ISIS 17180, ISIS 17181 und ISIS 21415 in Plasma stabiler waren, ISIS 11061 (Tabelle III) jedoch nicht. Ähnliche Beobachtungen wurden an Nieren- und Lebergewebe gemacht.The CGE analysis showed the relative nuclease resistance 2 ', 5'-bound Oligomers vs. ISIS 11061 (Table III, Example 51) (uniform 2'-deoxyphosphorothioate oligonucleotide, targeted to mouse c-Raf). Due to the nuclease resistance the 2 ', 5'-bond in combination with the fact that 3'-methoxyethoxy substituents are present and for ensure further nuclease protection, it was found that the oligonucleotides ISIS 17176, ISIS 17177, ISIS 17178, ISIS 17180, ISIS 17181 and ISIS 21415 were more stable in plasma, but ISIS 11061 (Table III) Not. Similar Observations were made on kidney and liver tissues.

Dies deutet an, dass 2',5'-Bindungen mit 3'-Methoxyethoxy-Substituenten in Plasma, Niere und Leber gegenüber 5'-Exonukleasen und 3'-Exonukleasen ausgezeichnete Nukleasebeständigkeit bieten. Somit können Oligonukleotide mit längeren Wirkdauern durch Einbinden sowohl der 2',5'-Bindung als auch der 3'-Methoxyethoxy-Motive in ihre Struktur aufgebaut werden. Es wurde auch festgestellt, dass die 2',5'-Phosphorothioat-Bindungen stabiler sind als 2',5'-Phosphodiester-Bindungen. In 4 ist eine Aufzeichnung des Prozentsatzes von Oligonukleotid mit voller Länge dargestellt, das in Plasma eine Stunde nach der Verabreichung eines intravenösen Bolus von 5 mg/kg Oligonukleotid intakt bleibt.This suggests that 2 ', 5' bonds with 3'-methoxyethoxy substituents in plasma, kidney and liver provide excellent nuclease resistance to 5 'exonucleases and 3' exonucleases. Thus oligonucleotides having longer pot lives can be built into their structure by incorporating both the 2 ', 5'-bond and the 3'-methoxyethoxy motifs. It has also been found that the 2 ', 5'-phosphorothioate bonds are more stable than 2', 5'-phosphodiester bonds. In 4 Figure 12 is a plot of the percentage of full-length oligonucleotide remaining intact in plasma one hour after administration of an intravenous bolus of 5 mg / kg oligonucleotide.

In 5 ist eine Aufzeichnung des Prozentsatzes von Oligonukleotid mit voller Länge dargestellt, das in Gewebe 24 Stunden nach der Verabreichung eines intravenösen Bolus von 5 mg/kg Oligonukleotid intakt bleibt.In 5 For example, a plot of the percentage of full-length oligonucleotide is shown remains intact in tissue 24 hours after administration of an intravenous bolus of 5 mg / kg oligonucleotide.

In 6 sind CGE-Spuren von Prüf-Oligonukleotiden und einem Standard-Phosphorothioat-Oligonukleotid in sowohl Mausleberproben als auch Mausniereproben nach 24 Stunden dargestellt. Wie durch diese Spuren offensichtlich ist, ist bei den Oligonukleotiden der Erfindung im Vergleich zu dem Standard, der in Tafel A gezeigt ist, eine größere Menge an intaktem Oligonukleotid vorhanden. Das Oligonukleotid, das in Tafel B gezeigt ist, wies einen Substituenten der Erfindung an jedem der 5'- und 3'-Enden eines Phosphorothioat-Oligonukleotids auf, wohingegen das Phosphorothioat-Oligonukleotid, das in Tafel C gezeigt ist, einen Substituenten an dem 5'-Ende und zwei an dem 3'-Ende aufwies. Das Oligonukleotid von Tafel D weist einen Substituenten der Erfindung auf, der in eine 2',5'-Phosphodiester-Bindung sowohl an seinem 5'- als auch 3'-Ende eingebunden ist. Obwohl es weniger stabil als das Oligonukleotid ist, das in Tafel B und C gezeigt ist, ist es stabiler als das vollständige Standard-Phosphorothioat-Oligonukleotid von Tafel A.In 6 CGE traces of test oligonucleotides and a standard phosphorothioate oligonucleotide are shown in both mouse liver samples and mouse kidney samples after 24 hours. As is evident by these tracks, the oligonucleotides of the invention have a greater amount of intact oligonucleotide than the standard shown in Table A. The oligonucleotide shown in Table B had a substituent of the invention at each of the 5 'and 3' ends of a phosphorothioate oligonucleotide, whereas the phosphorothioate oligonucleotide shown in Table C has a substituent on the 5 th and 3 'ends of a phosphorothioate oligonucleotide 'End and two at the 3' end. The oligonucleotide of panel D has a substituent of the invention incorporated into a 2 ', 5'-phosphodiester bond at both its 5' and 3 'ends. Although it is less stable than the oligonucleotide shown in panels B and C, it is more stable than the complete standard phosphorothioate oligonucleotide of panel A.

BEISPIEL 57EXAMPLE 57

Kontrolle der c-Raf-Botschaft in bEND-Zellen unter Benutzung modifizierter OligonukleotideControl of the c-Raf message in bEND cells using modified oligonucleotides

Um die Aktivität einiger der Oligonukleotide festzustellen, wurde ein in-vitro-Zellkulturassay benutzt, mit dem das zelluläre Ausmaß an c-Raf-Expression in bEND-Zellen gemessen wird.Around the activity to detect some of the oligonucleotides, was an in vitro cell culture assay used with which the cellular Extent c-Raf expression is measured in bEND cells.

Zellen und ReagenzienCells and reagents

Die bEnd.3-Zelllinie, ein Gehirn-Endothelioma, wurde von Dr. Werner Risau (Max-Planck-Institut) erhalten. Opti-MEM, Trypsin-EDTA und DMEM mit hohem Glucosegehalt wurden von Gibco-BRL (Grand Island, NY) bezogen. Dulbeccos PBS wurde von Irvine Scientific (Irvine, CA) bezogen. Sterile Gewebekulturplatten mit 12 Vertiefungen und Facsflow-Lösung wurden von Becton Dickinson (Mansfield, MA) bezogen. Ultrareiner Formaldehyd wurde von Polysciences (Warrington, PA) bezogen. NAP-5-Säulen wurden von Pharmacia (Uppsala, Schweden) bezogen.The bEnd.3 cell line, a brain endothelioma, was developed by Dr. med. Werner Risau (Max Planck Institute) received. Opti-MEM, Trypsin-EDTA and High glucose DMEMs were purchased from Gibco-BRL (Grand Island, NY) based. Dulbecco's PBS was purchased from Irvine Scientific (Irvine, CA). based. Sterile tissue culture plates with 12 wells and facsflow solution were used from Becton Dickinson (Mansfield, MA). Ultra-pure formaldehyde was purchased from Polysciences (Warrington, PA). NAP-5 columns were from Pharmacia (Uppsala, Sweden).

Oligonukleotid-BehandlungOligonucleotide treatment

Zellen wurden in Platten mit 12 Vertiefungen mit DMEM, das 4,5 g/l Glucose und 10 % FBS enthielt, auf etwa 75 Konfluenz gezüchtet. Die Zellen wurden dreimal mit Opti-MEM, vorgewärmt auf 37 °C, gewaschen. Das Oligonukleotid wurde mit einem kationischen Lipid (Lipofectin-Reagens, GIBCO/BRL) vorgemischt und in einer Reihe auf die gewünschten Konzentrationen verdünnt und für eine 4-stündige Inkubation bei 37 °C auf die gewaschenen Zellen überführt. Die Medien wurden dann entfernt und für die Northern-Blot-Analyse von mRNA für 24 Stunden mit normalen Wachstumsmedien ersetzt.cell were plated in 12-well plates with DMEM containing 4.5 g / L glucose and 10% FBS, grown to about 75 confluency. The cells were thrice with Opti-MEM, preheated to 37 ° C, washed. The Oligonucleotide was labeled with a cationic lipid (Lipofectin reagent, GIBCO / BRL) and in a row to the desired Diluted concentrations and for a 4 hour incubation at 37 ° C transferred to the washed cells. The Media were then removed and used for Northern blot analysis of mRNA for Replaced with normal growth media for 24 hours.

Northern-Blot-AnalyseNorthern blot analysis

Zur Bestimmung von mRNA-Gehalten mittels der Northern-Blot-Analyse wurde die gesamte RNA 24 h nach dem Beginn der Oligonukleotidbehandlung mittels der Guanidiniumisothiocyanat-Arbeitsweise (Monia et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1996, 93, 15.481 bis 15.484) aus Zellen präpariert. Die gesamte RNA wurde mittels Zentrifugieren der Zelllysate auf einem CsCl-Kissen isoliert. Die Northern-Blot-Analyse, die RNA-Quantifizierung und -Normalisierung auf G#PDH-mRNA-Gehalte wurden gemäß einer beschriebenen Arbeitsweise (Dean und McKay, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1994, 91, 11.762 bis 11.766) durchgeführt. In bEND-Zellen zeigten die 2-,5-gebundenen 3'-O-Methoxyethyl-Oligonukleotide eine Verringerung der c-Raf-Botschaftsaktivität als eine Funktion der Konzentration. Die Tatsache, dass diese modifizierten Oligonukleotide die Aktivität beibehielten, verspricht verringerte Dosierungsfrequenz bei diesen Oligonukleotiden, die auch erhöhte in-vivo-Nukleasebeständigkeit zeigen. Alle 2',5'-gebundenen Oligonukleotide behielten die Aktivität des Eltern-11061-Oligonukleotids (Tabelle III) und verbesserten die Aktivität noch weiter. Ein Schaubild der Wirkung der Oligonukleotide der vorliegenden Erfindung auf die c-Raf-Expression (im Vergleich zur Kontrollprobe) in bEND-Zellen ist in 7 gezeigt.For determination of mRNA levels by Northern blot analysis, total RNA was assayed 24 h after the start of oligonucleotide treatment by the guanidinium isothiocyanate procedure (Monia et al., Proc. Natl. Acad Sci., USA, 1996, 93, 15.481 to 15,484) from cells. Total RNA was isolated by centrifuging the cell lysates on a CsCl pad. Northern blot analysis, RNA quantification and normalization for G # PDH mRNA levels were performed according to a procedure described (Dean and McKay, Proc. Natl. Acad Sci., USA, 1994, 91, 11, 762 to 11, 766). carried out. In bEND cells, the 2-, 5-linked 3'-O-methoxyethyl oligonucleotides showed a decrease in c-Raf message activity as a function of concentration. The fact that these modified oligonucleotides retained activity promises decreased dosing frequency in these oligonucleotides, which also show increased in vivo nuclease resistance. All 2 ', 5'-linked oligonucleotides retained the activity of the parent 11061 oligonucleotide (Table III) and further enhanced activity. A graph of the effect of the oligonucleotides of the present invention on c-Raf expression (as compared to the control) in bEND cells is in 7 shown.

BEISPIEL 58EXAMPLE 58

Synthese von MMI-haltigen OligonukleotidenSynthesis of MMI-containing oligonucleotides

a. Bis-2'-O-methyl-MMI-Bausteinea. Bis-2'-O-methyl-MMI devices

Die Synthese dimerer MMI-Bausteine (d.h. R = CH3) ist früher beschrieben worden (siehe z.B. Swayze et al., Synlett 1997, 859; Sanghvi et al., Nucleosides & Nucleotides 1997, 16, 907; Swayze et al., Nucleosides & Nucleotides 1997, 16, 971; Dimock et al., Nucleosides & Nucleotides 1997, 16, 1. 629). Allgemein wurden 5'-O-(4,4'-Dimethoxytrityl)-2'-O-methyl-3'-C-formyl-Nukleoside mit 5'-O-(N-Methylhydroxylamino)-2'-O-methyl-3'-O-TBDPS-Nukleosiden unter Benutzung von 1 Äquivalent BH3-Pyridin/1 Äquivalent Pyridinium-para-toluolsulfonat (PPTS) in 3:1 MeOH/THF kondensiert. Die entstandenen dimeren MMI-Blöcke wurden dann in dem unteren Teil des Zuckers mit 15 Äquivalenten Et3N-2HF in THF entschützt. So wurde die T*GiBu-Dimereinheit synthetisiert und phosphityliert, um T*G(MMI)-Phosphoramidit zu ergeben. In einer ähnlichen Weise wurde ABZ*T(MMI)-Dimer synthetisiert, succinyliert und an poröses Glas angehängt.The synthesis of dimeric MMI building blocks (ie R = CH 3 ) has been previously described (see, eg, Swayze et al., Synlett 1997, 859; Sanghvi et al., Nucleosides & Nucleotides 1997, 16, 907; Swayze et al., Nucleosides & Nucleotides 1997, 16, 971; Dimock et al., Nucleosides & Nucleotides 1997, 16, 1. 629). In general, 5'-O- (4,4'-dimethoxytrityl) -2'-O-methyl-3'-C-formyl-nucleosides with 5'-O- (N-methylhydroxylamino) -2'-O-methyl- 3'-O-TBDPS nucleosides using 1 equivalent of BH 3 -pyridine / 1 equivalent of pyridinium para-toluenesulfonate (PPTS) condensed in 3: 1 MeOH / THF. The resulting dimeric MMI blocks were then deprotected in the bottom of the sugar with 15 equivalents of Et 3 N-2HF in THF. Thus, the T * G iBu dimer unit was synthesized and phosphitylated to give T * G (MMI) phosphoramidite. In a similar manner, A BZ * T (MMI) dimer was synthesized, succinylated and attached to porous glass.

b. Oligonukleotid-Syntheseb. Oligonucleotide Synthesis

Oligonukleotide wurden in einem Nukleinsäuresynthesesystem Perseptive Biosystems Expedite 8901 synthetisiert. Mehrere 1-μmol-Synthesen wurden für jedes Oligonukleotid durchgeführt. Fester A*MMIT-Träger wurde in die Säule gegeben. Tritylgruppen wurden mit Trichloressigsäure entfernt (975 μl während einer Minute), gefolgt von einer Acetonitril-Wäsche. Das Oligonukleotid wurde unter Benutzung einer modifizierten Thioat-Vorschrift aufgebaut. Standard-Amidite wurden in dieser Vorschrift über einen Zeitraum von 3 Minuten zugeführt (210 μl). Das T*MMIG-Amidit wurde unter Benutzung von 210 μl während insgesamt 20 Minuten doppelt gekoppelt. Die Menge an Oxidationsmittel, 3H-1,2-Benzodithiol-3-on-1,1-dioxid (Beaucage-Reagens, 3,4 g Beaucage-Reagens/200 ml Acetonitril), betrug 225 μl (einminütiger Warteschritt). Die nichtumgesetzten Nukleoside wurden mit einem 50:50-Gemisch aus Tetrahydrofuran/Essigsäureanhydrid und Tetrahydrofuran/Pyridin/1-Methylimidazol verkappt. Die Tritylausbeuten wurden während der Dauer der Synthese mittels des Tritylmonitors verfolgt. Die abschließende DMT-Gruppe wurde intakt belassen. Nach der Synthese wurde der Inhalt der Synthesepatrone (1 μmol) in ein Pyrex-Fläschchen überführt und das Oligonukleotid unter Benutzung von 5 ml 30%igem Ammoniumhydroxid (NH4OH) während etwa 16 Stunden bei 55 °C von dem porösen Glas (CPG) abgespalten.Oligonucleotides were synthesized in a Nucleic Acid Synthesis System Perseptive Biosystems Expedite 8901. Several 1 μmol syntheses were performed for each oligonucleotide. Solid A * MMI T-carrier was added to the column. Trityl groups were removed with trichloroacetic acid (975 μl for one minute), followed by acetonitrile washing. The oligonucleotide was constructed using a modified thioate protocol. Standard amidites were added in this protocol over a period of 3 minutes (210 μl). The T * MMI G amidite was double coupled using 210 μl for a total of 20 minutes. The amount of oxidizer, 3H-1,2-benzodithiol-3-one-1,1-dioxide (Beaucage reagent, 3.4 g Beaucage reagent / 200 ml acetonitrile) was 225 μl (one minute wait step). The unreacted nucleosides were capped with a 50:50 mixture of tetrahydrofuran / acetic anhydride and tetrahydrofuran / pyridine / 1-methylimidazole. The trityl yields were monitored during the synthesis by means of the tritylmonitor. The final DMT group was left intact. After synthesis, the contents of the synthesis cartridge (1 μmol) were transferred to a Pyrex vial and the oligonucleotide was separated from the porous glass (CPG) using 5 ml of 30% ammonium hydroxide (NH 4 OH) for about 16 hours at 55 ° C. cleaved.

c. Oligonukleotid-Reinigungc. Oligonucleotide Purification

Nach dem Entschützungsschritt wurden die Proben unter Benutzung von 0,45-μm-Nylon-Aerodisc-Spritzenfiltern vom CPG abfiltriert. Überschüssiges NH4OH wurde in einem Savant AS160 Automatic SpeedVac abgedampft. Die Rohausbeute wurde in einem Diodenarray-Spektrophotometer 8452A von Hewlett Packard bei 260 nm gemessen. Die Rohproben wurden dann in einem Elektrospray-Massenspektrometer von Hewlett Packard massenspektrometrisch (MS) analysiert. Die Trityl-On-Oligonukleotide wurden mittels präparativer Umkehrphasen-Hochleistungsflüssigkeitschromatograpie (HPLC) gereinigt. Die HPLC-Bedingungen waren wie folgt: Waters 600E mit Detektor 991; Säule Waters Delta Pak C4 (7,8 × 300 mm); Lösemittel A: 50 mM Triethylammoniumacetat (TEA-Ac), pH 7,0; B: 100 % Acetonitril; Durchflussgeschwindigkeit 2,5 ml/min; Gradient: 5 % B während der ersten fünf Minuten mit linearem Anstieg von B auf 60 % während der nächsten 55 Minuten. Fraktionen, die das gewünschte Produkt enthielten (Retentionszeit = 41 min für DMT-ON-16314; Retentionszeit = 42,5 min für DMT-ON-16315), wurden aufgefangen, und das Lösemittel wurde in dem SpeedVac weggetrocknet. Die Oligonukleotide wurden während etwa 60 Minuten in 80%iger Essigsäure detrityliert und wieder lyophilisiert. Freies Trityl und überschüssiges Salz wurden entfernt, indem die detritylierten Oligonukleotide durch Sephadex G-25 (Größenausschlusschromatographie) gegeben und geeignete Proben mittels eines Pharmacia-Fraktionensammlers aufgefangen wurden. Das Lösemittel wurde wieder in einem Speedvac abgedampft. Die gereinigten Oligonukleotide wurden dann mittels CGE, HPLC (Durchflussgeschwindigkeit 1,5 ml/min; Säule Waters Delta Pak C4, 3,9 × 300 mm) und MS auf Reinheit analysiert. Die Endausbeute wurde mittels eines Spektrophotometers bei 260 nm bestimmt.After the deprotection step, samples were filtered from the CPG using 0.45 μm nylon aerodisc syringe filters. Excess NH 4 OH was evaporated in a Savant AS160 Automatic SpeedVac. Crude yield was measured in a Hewlett Packard diode array spectrophotometer 8452A at 260 nm. The raw samples were then analyzed in a Hewlett Packard mass spectrometric electrospray mass spectrometer (MS). The trityl on oligonucleotides were purified by preparative reverse phase high performance liquid chromatography (HPLC). The HPLC conditions were as follows: Waters 600E with detector 991; Column Waters Delta Pak C4 (7.8 × 300 mm); Solvent A: 50 mM triethylammonium acetate (TEA-Ac), pH 7.0; B: 100% acetonitrile; Flow rate 2.5 ml / min; Gradient: 5% B during the first five minutes, with a linear increase from B to 60% during the next 55 minutes. Fractions containing the desired product (retention time = 41 min for DMT-ON-16314, retention time = 42.5 min for DMT-ON-16315) were collected and the solvent was dried away in the SpeedVac. The oligonucleotides were detritylated in 80% acetic acid for about 60 minutes and lyophilized again. Free trityl and excess salt were removed by adding the detritylated oligonucleotides through Sephadex G-25 (size exclusion chromatography) and collecting appropriate samples using a Pharmacia fraction collector. The solvent was again evaporated in a Speedvac. The purified oligonucleotides were then analyzed for purity by CGE, HPLC (flow rate 1.5 ml / min, Waters Delta Pak C4 column, 3.9 x 300 mm) and MS. The final yield was determined by means of a spectrophotometer at 260 nm.

Die synthetisierten Oligonukleotide und ihre physikalischen Kennzeichen sind in Tabelle VIII bzw. IX gezeigt. Alle mit einem Stern versehenen Nukleoside enthalten MMI-Bindung.The synthesized oligonucleotides and their physical characteristics are shown in Tables VIII and IX, respectively. All starred Nucleosides contain MMI binding.

Tabelle VIII ICAM-1-Oligonukleotide, die MMI-Dimere enthalten und für in-vivo-Nuklease- und pharmakologische Untersuchungen synthetisiert wurden

Figure 01200001
Table VIII ICAM-1 oligonucleotides containing MMI dimers synthesized for in vivo nuclease and pharmacological studies
Figure 01200001

Figure 01210001
Figure 01210001

Tabelle IX Physikalische Kennzeichen von MMI-Oligomeren, die für pharmakologische und in-vivo-Nuklease-Untersuchungen synthetisiert wurden

Figure 01210002
Table IX Physical characteristics of MMI oligomers synthesized for pharmacological and in vivo nuclease studies
Figure 01210002

HPLC-Bedingungen: Waters 600E mit Detektor 991; Säule Waters C4 (3,9 × 300 mm); Lösemittel A: 50 mM TEA-Ac, pH 7,0; B: 100 % Acetonitril; Durchflussgeschwindigkeit 1,5 ml/min; Gradient: 5 % B während der ersten fünf Minuten mit linearem Anstieg von B auf 60 % während der nächsten 55 Minuten.HPLC conditions: Waters 600E with detector 991; pillar Waters C4 (3.9 × 300 mm); solvent A: 50 mM TEA-Ac, pH 7.0; B: 100% acetonitrile; Flow rate 1.5 ml / min; Gradient: 5% B during the first five Minutes with a linear increase from B to 60% during the next 55 minutes.

BEISPIEL 59EXAMPLE 59

Synthese von Sp-terminalem OligonukleotidSynthesis of Sp-terminal oligonucleotide

a. 3'-O-t-Butyldiphenylsilyl-thymidin (1)a. 3'-O-t-butyldiphenylsilyl-thymidine (1)

5'-O-Dimethoxytritylthymidin wird mit 1 Äquivalent t-Butyldiphenylsilylchlorid (TBDPSCl) und 2 Äquivalenten Imidazol in Lösemittel DMF bei Raumtemperatur silyliert. Die 5'-Schutzgruppe wird durch Behandeln mit 3 Dichloressigsäure in CH2Cl2 entfernt.5'-O-Dimethoxytritylthymidine is silylated with 1 equivalent of t-butyldiphenylsilyl chloride (TBDPSCl) and 2 equivalents of imidazole in solvent DMF at room temperature. The 5'-protecting group is removed by treatment with 3-dichloroacetic acid in CH 2 Cl 2 .

b. 5'-O-Dimethoxytrityl-thymidin-3'-O-yl-N,N-diisopropylamino(S-pivaloyl-2-mercaptoethoxy)phosphoramidit (2)b. 5'-O-Dimethoxytrityl-thymidine-3'-O-yl-N, N-diisopropylamino (S-pivaloyl-2-mercaptoethoxy) phosphoramidite (2)

5'-O-Dimethoxytrityl-thymidin wird mit Bis-(N,N-diisopropylamino)-S-pivaloyl-2-mercaptoethoxyphosphoramidit und Tetrazol in CH2Cl2/CH3CN, wie beschrieben von Guzaev et al., Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 1998, 8, 1.123, behandelt, um die Titelverbindung zu ergeben.5'-O-Dimethoxytrityl-thymidine is treated with bis (N, N-diisopropylamino) -S-pivaloyl-2-mercaptoethoxyphosphoramidite and tetrazole in CH 2 Cl 2 / CH 3 CN as described by Guzaev et al., Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 1998, 8, 1123, to give the title compound.

c. 5'-O-Dimethoxytrityl-2'-desoxy-adenosin-3'-O-yl-N,N-diisopropylamino(5-pivaloyl-2-mercaptoethoxy)phosphoramidit (3)c. 5'-O-dimethoxytrityl-2'-deoxy-adenosine-3'-O-yl-N, N-diisopropylamino (5-pivaloyl-2-mercaptoethoxy) phosphoramidite (3)

5'-O-Dimethoxytrityl-N-6-benzoyl-2'-desoxy-adenosin wird wie in dem vorhergehenden Beispiel phosphityliert, um das gewünschte Amidit zu erhalten.5'-O-dimethoxytrityl-N-6-benzoyl-2'-deoxy-adenosine is phosphitylated as in the previous example to the desired amidite to obtain.

d. 3'-O-t-Butyldiphenylsilyl-2'-desoxy-N2-isobutyryl-guanosin (4)d. 3'-Ot-butyldiphenylsilyl-2'-deoxy-N 2 -isobutyryl-guanosine (4)

5'-O-Dimethoxytrityl-2'-desoxy-N2-isobutyryl-guanisin wird mit TBDPSC1 und Imidazol in DMF silyliert. Das 5'-DMT wird dann mit 3 % DCA in CH2Cl2 entfernt.5'-O-dimethoxytrityl-2'-deoxy-N 2 -isobutyryl-guanisine is silylated with TBDPSC1 and imidazole in DMF. The 5'-DMT is then removed with 3% DCA in CH 2 Cl 2 .

e. T(Sp)G-Dimere und T(S)-Phosphoramidite. T (Sp) G dimer and T (S) phosphoramidite

Verbindung 4 und 2 werden unter Benutzung von 1H-Tetrazol in Lösemittel CH3CN kondensiert (1:1 Äquivalent), gefolgt von Sulfurierung unter Einsatz von Beaucage-Reagens (siehe z.B. Iyer et al., J. Org. Chem. 1990, 55, 4.693). Die Dimere (TG) werden mittels Säulenchromatographie getrennt und die Silylgruppe unter Benutzung von t-Butylammoniumfluorid/THF entschützt, um Rp- und Sp-Dimere von TSG zu ergeben. Kleine Mengen dieser Dimere werden vollständig entschützt und entweder mit P1-Nuklease oder mit Schlangengift-Phosphodiesterase behandelt. Das R-Isomer ist gegenüber P1-Nuklease beständig und wird von SVPD hydrolysiert. Das S-Isomer ist gegenüber SVPD beständig und wird von P1-Nuklease hydrolysiert. Das Sp-Isomer des vollständig geschützten TSG-Dimers wird phosphityliert, um DMT-T-Sp-G-Phosphoramidit zu ergeben.Compounds 4 and 2 are condensed using 1H-tetrazole in solvent CH 3 CN (1: 1 equivalent), followed by sulfurization using Beaucage reagent (see, eg, Iyer et al., J. Org. Chem. 1990, 55 , 4,693). The dimers (TG) are separated by column chromatography and the silyl group is deprotected using t-butylammonium fluoride / THF to give Rp and Sp dimers of TSG. Small amounts of these dimers are completely deprotected and treated with either P1 nuclease or snake venom phosphodiesterase. The R isomer is resistant to P1 nuclease and is hydrolyzed by SVPD. The S isomer is resistant to SVPD and is hydrolyzed by P1 nuclease. The Sp isomer of the fully protected T S G dimer is phosphitylated to give DMT-T-Sp-G phosphoramidite.

f . AST-Dimere und fester Träger, der ASPT-Dimer enthältf. A S T dimer and solid support containing A SP T dimer

Verbindung 3 und 1 werden unter Benutzung von 1H-Tetrazol in Lösemittel CH3CN kondensiert, gefolgt von Sulfurierung, um AT-Dimere zu ergeben. Die Dimere werden mittels Säulenchromatographie getrennt und die Silylgruppe mit TBAF/THF entschützt. Die Konfigurationszuweisungen werden allgemein wie in dem vorherigen Beispiel durchgeführt. Das Sp-Isomer wird dann gemäß Standard-Arbeitsweisen an poröses Glas angehängt, um DMT-ASP-T-CPG-Oligomerisierung mit chiral reinen Sp-Dimereinheiten an den Termini zu ergeben.Compounds 3 and 1 are condensed using 1H-tetrazole in solvent CH 3 CN followed by sulfurization to give AT dimers. The dimers are separated by column chromatography and the silyl group is deprotected with TBAF / THF. The configuration assignments are made generally as in the previous example. The Sp isomer is then attached to porous glass according to standard procedures to give DMT-A SP -T-CPG oligomerization with chirally pure Sp-dimer units at the termini.

g. Oligonukleotid-SyntheseG. Oligonucleotide Synthesis

Das Oligonukleotid mit der Sequenz T*GC ATC CCC CAG GCC ACC A*T wird synthetisiert, wobei T*G und A*T oben beschriebene chirale Sp-Dimerblöcke darstellen. DMT-ASP-T-CPG wird in die Synthesesäule eingebracht, und die nächsten 16b-Reste werden unter Benutzung von Standard-Phosphorothioat-Vorschriften und 3H-1,2-Benzodithiol-3-on-1,1-dioxid als dem Sulfurierungsagens aufgebaut. Nach dem Aufbauen dieser 18-mer-Einheit, gefolgt von der abschließenden Detritylierung, wird das chirale Sp-Dimer-Phosphoramidit von 5'-DMT-TSP-G-amidit gekoppelt, um das gewünschte Antisense-Oligonukleotid zu ergeben. Diese Verbindung wird dann in 30%iger NH4OH während 16 Stunden entschützt und das Oligomer in einer HPLC-Säule gereinigt und in einer Sephadex-G-25-Säule entsalzt. Das fertige Oligomer weist an dem 5'-Terminus und dem 3'-Terminus Sp-Konfiguration und der Innenteil eine diastereomere Mischung aus Rp- und Sp-Konfiguration auf.The oligonucleotide having the sequence T * GC ATC CCC CAG GCC ACC A * T is synthesized, wherein T * G and A * T represent chiral Sp dimer blocks described above. DMT-A SP -T-CPG is introduced into the synthesis column and the next 16b residues are prepared using standard phosphorothioate protocols and 3H-1,2-benzodithiol-3-one 1,1-dioxide as the sulfurizing agent built up. After building this 18 mer unit followed by final detritylation, the chiral Sp dimer phosphoramidite of 5'-DMT-T SP is -G amidite is coupled to give the desired antisense oligonucleotide. This compound is then deprotected in 30% NH 4 OH for 16 hours and the oligomer purified in an HPLC column and desalted in a Sephadex G-25 column. The final oligomer has a diastereomeric mixture of Rp and Sp configuration at the 5'-terminus and the 3'-terminus Sp configuration and the inner part.

BEISPIEL 60EXAMPLE 60

Beurteilung der in-vivo-Stabilität von MMI-verkappten Oligonukleotiden, Maus-Experiment-ArbeitsweiseAssessment of in vivo stability of MMI-capped Oligonucleotides, mouse experiment procedure

Für jedes geprüfte Oligonukleotid wurden 9 männliche BALB/c-Mäuse (Charles River, Wilmington, MA), die etwa 25 g wogen, benutzt (Crooke et al., J. Pharmacol. Exp. Ther., 1996, 277, 923). Im Anschluss an eine 1-wöchige Akklimatisierung erhielten Mäuse eine einzelne Schwanzveneninjektion von Oligonukleotid (5 mg/kg), das in phosphatgepufferter Salzlösung (SBS), pH 7,0, verabreicht wurde. An jeder Gruppe wurden eine retrobulbäre (entweder nach 0,25, 0,5, 2 oder 4 h nach Gabe) und eine terminale Blutentnahme (entweder 1, 3, 8 oder 24 h nach Gabe) vorgenommen. Die terminale Blutentnahme (etwa 0,6 bis 0,8 ml) erfolgte mittels Herzpunktion im Anschluss an Ketamin/Xylazin-Anästhesie. Das Blut wurde in ein mit EDTA beschichtetes Sammelröhrchen überführt und zentrifugiert, um Plasma zu erhalten. Zum Abschluss wurden jeder Maus die Leber und die Nieren entnommen. Plasma und Gewebehomogenate wurden zur Analyse benutzt, um den intakten Oligonukleotid-Gehalt mittels CGE zu bestimmen. Alle Proben wurden nach der Gewinnung unverzüglich auf Trockeneis eingefroren und bis zur Analyse bei –80 °C aufbewahrt.For each tested Oligonucleotide were 9 male BALB / c mice (Charles River, Wilmington, MA) which weighed about 25 grams (Crooke et al., J. Pharmacol. Exp. Ther., 1996, 277, 923). In connection to a 1-week Acclimation was given to mice a single tail vein injection of oligonucleotide (5 mg / kg), that in phosphate buffered saline (SBS), pH 7.0. Each group had a retrobulbar (either after 0.25, 0.5, 2 or 4 h after administration) and a terminal blood sample (either 1, 3, 8 or 24 hours after administration). The terminal Blood collection (about 0.6 to 0.8 ml) was carried out by means of cardiac puncture following ketamine / xylazine anesthesia. The blood was in transferred an EDTA-coated collection tube and centrifuged to plasma to obtain. In conclusion, each mouse's liver and kidneys taken. Plasma and tissue homogenates were used for analysis around the intact oligonucleotide content using CGE. All samples were taken after recovery immediately frozen on dry ice and stored at -80 ° C until analysis.

Die kapillar-gelelektrophoretische Analyse zeigte die relative Nukleasebeständigkeit MMI-verkappter Oligomere im Vergleich zu ISIS 3082 an (einheitliches 2'-Desoxyphosphorothioat). Aufgrund der Beständigkeit der MMI-Bindung gegenüber Nukleasen wurde festgestellt, dass die Verbindung 16314 in Plasma stabil war, 3082 dagegen nicht. Jedoch zeigte die Verbindung 16314 in Niere und Leber auch ein gewisses Ausmaß an Abbau. Dies deutet an, dass, während 3'-Exonuklease in Plasma wichtig ist, 5'-Exonukleasen oder -Endonukleasen in Geweben aktiv sein können. Um zwischen diesen beiden Möglichkeiten zu unterscheiden, wurden die Daten von 16315 analysiert. In Plasma sowie in Geweben (Leber und Niere) war die Verbindung zu mehreren Zeitpunkten stabil (1, 3 und 24 h). Die Tatsache, dass kein Abbau nachgewiesen wurde, bewies, dass 5'-Exonukleasen und 3'-Exonukleasen in Geweben vorherrschend sind und Endonukleasen nicht aktiv sind. Zudem ist eine einzelne Bindung (MMI- oder Sp-Thioat-Bindung) als ein Pförtner gegen Nukleasen ausreichend.The Capillary gel electrophoretic analysis showed the relative nuclease resistance MMI-capped oligomers compared to ISIS 3082 (common 2'-Desoxyphosphorothioat). Due to the durability of the MMI binding to nucleases It was found that compound 16314 was stable in plasma, 3082 not. However, Compound 16314 showed in kidney and liver also a degree of degradation. This indicates that while 3'-exonuclease in Plasma is important, 5'-exonucleases or endonucleases in tissues. To between these two options to differentiate, the data from 16315 were analyzed. In plasma as well as in tissues (liver and kidney) the connection was to several Stable (1, 3 and 24 h). The fact that no degradation demonstrated that 5'-exonucleases and 3'-exonucleases predominate in tissues and endonucleases are not active. It is also a single one Binding (MMI or Sp-thioate binding) as a gatekeeper against nucleases sufficient.

Kontrolle von ICAM-1-Expressionszellen und ReagenzienControl of ICAM-1 expression cells and reagents

Die bEnd.3-Zelllinie, ein Gehirn-Endothelioma, war die freundliche Gabe von Dr. Werner Risau (Max-Planck-Institut). Opti-MEM, Trypsin-EDTA und DMEM mit hohem Glucosegehalt wurden von Gibco-BRL (Grand Island, NY) bezogen. Dulbeccos PBS wurde von Irvine Scientific (Irvine, CA) bezogen. Sterile Gewebekulturplatten mit 12 Vertiefungen und Facsflow-Lösung wurden von Becton Dickinson (Mansfield, MA) bezogen. Ultrareiner Formaldehyd wurde von Polysciences (Warrington, PA) bezogen. Rekombinantes menschliches TNF-a wurde von R&D Systems (Minneapolis, MN) bezogen. Maus-Interferon-γ wurde von Genzyme (Cambridge, MA) bezogen. Fraktion V, BSA wurde von Sigma (St. Louis, MO) bezogen. Die Maus-ICAM-1-PE-, VCAM-1-FITC-, Hamster-IgG-FITC- und Ratte-IgG2a-PE-Antikörper wurden von Pharmingen (San Diego, CA) bezogen. Zeta-Probe-Nylon-Blotting-Membran wurde von Bio-Rad (Richmond, CA) bezogen. QuickHyb-Lösung wurde von Stratagene (La Jolla, CA) bezogen. Ein cDNA-Markierungskit, Prime-a-Gene, wurde von ProMega (Madison, WI) bezogen. NAP-5-Säulen wurden von Pharmacia (Uppsala, Schweden) bezogen.The bEnd.3 cell line, a brain endothelioma, was the kind gift of Dr. Ing. Werner Risau (Max Planck Institute). Opti-MEM, trypsin-EDTA and high-glucose DMEM were purchased from Gibco-BRL (Grand Island, NY). Dulbecco's PBS was purchased from Irvine Scientific (Irvine, CA). Sterile tissue culture plates with 12 wells and facsflow solution were purchased from Becton Dickinson (Mansfield, MA). Ultra-pure formaldehyde was purchased from Polysciences (Warrington, PA). Recombinant human TNF-α was purchased from R & D Systems (Minneapolis, MN). Mouse interferon-γ was purchased from Genzyme (Cambridge, MA). Fraction V, BSA was purchased from Sigma (St. Louis, MO). The mouse ICAM-1 PE, VCAM-1 FITC, hamster IgG FITC and rat IgG 2a PE antibodies were purchased from Pharmingen (San Diego, CA). Zeta-Probe nylon blotting membrane was purchased from Bio-Rad (Richmond, CA). QuickHyb solution was obtained from Stratagene (La Jolla, CA). A cDNA tag kit, Prime a genes, was purchased from ProMega (Madison, WI). NAP-5 columns were purchased from Pharmacia (Uppsala, Sweden).

Oligonukleotid-BehandlungOligonucleotide treatment

Zellen wurden in Platten mit 12 Vertiefungen mit DMEM, das 4,5 g/l Glucose und 10 % FBS enthielt, auf 75 % Konfluenz gezüchtet. Die Zellen wurden dreimal mit Opti-MEM, vorgewärmt auf 37 °C, gewaschen. Oligonukleotid wurde mit Opti-MEM vorgemischt und in einer Reihe auf die gewünschten Konzentrationen verdünnt und für eine 4-stündige Inkubation bei 37 °C auf gewaschene Zellen überführt. Medien wurden entfernt und durch normale Wachstumsmedien mit oder ohne 5 ng/ml TNF-α und 200 E/ml Interferon-γ ersetzt, zur Northern-Blot-Analyse von mRNA für 2 Stunden oder zur durchflusszytometrischen Analyse der Zelloberflächen-Proteinexpression über Nacht inkubiert.cell were plated in 12-well plates with DMEM containing 4.5 g / L glucose and 10% FBS bred to 75% confluency. The cells were thrice with Opti-MEM, preheated at 37 ° C, washed. Oligonucleotide was premixed with Opti-MEM and in a number to the desired Diluted concentrations and for a 4-hour Incubation at 37 ° C transferred to washed cells. media were removed and by normal growth media with or without 5 ng / ml TNF-α and Replaced 200 U / ml interferon-γ, for Northern blot analysis of mRNA for 2 hours or for flow cytometry Analysis of cell surface protein expression overnight incubated.

DurchflusszytometrieFlow cytometry

Nach der Oligonukleotidbehandlung wurden die Zellen mittels einer kurzen Behandlung mit Trypsin-EDTA (1 bis 2 min) von den Platten abgelöst. Die Zellen wurden in Polystyrolröhrchen von 12 × 75 mm überführt und mit 2 BSA, 0,2 % Natriumazid in DPBS bei 4 °C gewaschen. Die Zellen wurden mit 1.000 U/min in einer Beckman-GPR-Zentrifuge zentrifugiert, und der Überstand wurde dann abdekantiert. ICAM-1-, VCAM-1- und die Kontroll-Antikörper wurden mit 1 μg/ml zu 0,3 ml des obigen Puffers gegeben. Die Antikörper wurden mit den Zellen während 30 Minuten bei 4 °C im Dunkeln unter behutsamem Rühren inkubiert. Die Zellen wurden wieder wie oben gewaschen und dann in 0,3 ml FacsFlow-Puffer mit 0,5 % extrem reinem Formaldehyd wieder suspendiert. Die Zellen wurden in einem Becton-Dickinson-FACScan analysiert. Die Ergebnisse sind als Prozentsatz der Kontrollexpression angegeben, der wie folgt berechnet wurde: [((CAM-Expression für Oligonukleotid-behandelte, Cytokin-induzierte Zellen) – (basale CAM-Expression))/((Cytokin-induzierte CAM-Expression)-(basale CAM-Expression))] × 100. Bei den Experimenten, in die kationische Lipide einbezogen waren, wurden sowohl basale als auch Cytokin-behandelte Kontrollzellen 4 Stunden lang mit Lipofection in Abwesenheit von Oligonukleotiden behandelt.To the oligonucleotide treatment, the cells by means of a short Treatment with trypsin-EDTA (1 to 2 min) detached from the plates. The Cells were in polystyrene tubes from 12 × 75 mm transferred and washed with 2 BSA, 0.2% sodium azide in DPBS at 4 ° C. The cells were centrifuged at 1000 rpm in a Beckman GPR centrifuge, and the supernatant was then decanted off. ICAM-1, VCAM-1 and the control antibodies were at 1 μg / ml to 0.3 ml of the above buffer. The antibodies were linked to the cells while 30 minutes at 4 ° C in the dark with gentle stirring incubated. The cells were washed again as above and then in 0.3 ml of FacsFlow buffer with 0.5% of extremely pure formaldehyde again suspended. The cells were analyzed in a Becton-Dickinson FACScan. The results are given as a percentage of the control expression, which was calculated as follows: [((CAM expression for oligonucleotide-treated, Cytokine-induced cells) - (basal CAM expression)) / ((cytokine-induced CAM expression) - (basal CAM expression))] × 100. The experiments involving cationic lipids were both basal and cytokine-treated control cells 4 hours with lipofection in the absence of oligonucleotides treated.

Die Ergebnisse zeigen Folgendes: 1) Isis 3082 zeigte eine erwartete Dosisreaktion (25 bis 200 nM); 2) Isis 13001 verlor seine Fähigkeit, ICAM-1-Expression zu hemmen, wie erwartet von einer Fehlpaarungsverbindung, was somit einen Antisense-Mechanismus beweist; 3) 3'-MMI-verkapptes Oligomer 16314 verbesserte die Aktivität von 3082 und war bei einer Konzentration von 200 nM fast doppelt so aktiv wie 3082; 4) 5'- und 3'-MMI-verkapptes Oligomer ist die potenteste Verbindung und ist bei Konzentrationen von 100 und 200 nM fast 4- bis 5-mal wirksamer als die Elternverbindung.The Results show the following: 1) Isis 3082 showed an expected Dose response (25 to 200 nM); 2) Isis 13001 lost its ability To inhibit ICAM-1 expression, as expected from a mismatch compound, thus proving an antisense mechanism; 3) 3'-MMI capped oligomer 16314 improved the activity of 3082 and was almost doubled at a concentration of 200 nM as active as 3082; 4) 5'- and 3'-MMI-capped Oligomer is the most potent compound and is at concentrations of 100 and 200 nM almost 4 to 5 times more effective than the parent compound.

Somit erhöhte verbesserte Nukleasebeständigkeit die Potenz von Antisense-Oligonukleotiden.Consequently increased improved nuclease resistance the potency of antisense oligonucleotides.

BEISPIEL 61EXAMPLE 61

Kontrolle der H-Ras-Expressioncontrol the H-Ras expression

Antisense-Oligonukleotide, die auf die H-Ras-Botschaft zielen, wurden auf ihre Fähigkeit hin geprüft, die Produktion von H-Ras-mRNA in T-24-Zellen zu hemmen. Für diese Prüfungen wurden T-24-Zellen auf Platten mit 6 Vertiefungen gegeben und dann mit verschiedenen steigenden Konzentrationen an Oligonukleotid in der Gegenwart von kationischem Lipid (Lipofectin, GIBCO) im Verhältnis von 2,5 μg/ml Lipofectin pro 100 nM Oligonukleotid behandelt. Die Oligonukleotid-Behandlung wurde 4 Stunden lang in serumfreien Medien durchgeführt. Achtzehn Stunden nach der Behandlung wurde die gesamte RNA gewonnen und mittels Northern-Blot auf H-Ras-mRNA und Kontrollgen G3PDH analysiert. Die Daten sind in 8 und 9 in Balkendiagrammen als Prozentsatz der Kontrolle, normalisiert für das G3PDH-Signal, dargestellt. Wie erkannt werden kann, zeigte das Oligonukleotid mit einer einzelnen MMI-Bindung in jeder der Flankenregionen bedeutende Verringerung an H-Ras-mRNA.Antisense oligonucleotides targeting the H-Ras message were tested for their ability to inhibit the production of H-Ras mRNA in T-24 cells. For these assays, T-24 cells were plated on 6-well plates and then treated with various increasing concentrations of oligonucleotide in the presence of cationic lipid (Lipofectin, GIBCO) in the ratio of 2.5 μg / ml Lipofectin per 100 nM oligonucleotide. The oligonucleotide treatment was carried out for 4 hours in serum-free media. Eighteen hours after treatment, total RNA was recovered and analyzed by Northern blot for H-Ras mRNA and control gene G3PDH. The data is in 8th and 9 in bar graphs as a percentage of control normalized for the G3PDH signal. As can be seen, the oligonucleotide with a single MMI bond in each of the flanking regions showed significant reduction in H-Ras mRNA.

BEISPIEL 62EXAMPLE 62

5-Lipoxygenase-Analyse und -Assays5-Lipoxygenase Analysis and assays

A. TherapeutikaA. Therapeutics

Zur therapeutischen Anwendung wird ein Tier, von dem vermutet wurde, dass es eine Krankheit aufwies, die durch ein übermäßiges oder anormales Angebot an 5-Lipoxygenase gekennzeichnet ist, durch Verabreichen einer Verbindung der Erfindung behandelt. Der Durchschnittsfachmann kann die optimalen Dosierungen, Dosiermethoden und Wiederholungsraten leicht bestimmen. Solch eine Behandlung wird im Allgemeinen fortgesetzt, bis entweder eine Heilung bewirkt ist oder eine Verminderung des Krankheitszustandes erzielt ist. Bei einigen Krankheiten ist eine Langzeitbehandlung wahrscheinlich.to therapeutic application is an animal that was suspected that it had an illness caused by an excessive or abnormal supply at 5-lipoxygenase, by administering a compound treated the invention. The average expert can be the optimal Easily determine dosages, dosing methods and repetition rates. Such treatment will generally continue until either a cure is effected or a reduction of the disease state achieved. For some diseases is a long-term treatment probably.

B. ForschungsreagenzienB. Research reagents

Die Oligonukleotide der Erfindung werden auch als Forschungsreagenzien nützlich sein, wenn sie benutzt werden, um 5-Lipoxygenase-mRNA in rohen Zelllysaten oder in teilweise gereinigten oder vollständig gereinigten RNA-Zubereitungen zu spalten oder in einer anderen Weise abzuändern. Diese Anwendung der Erfindung wird beispielsweise durch Lysieren von Zellen mittels Standardverfahren, optimales Extrahieren der RNA und anschließendes Behandeln derselben mit einer Zusammensetzung in Konzentrationen im Bereich von z.B. etwa 100 bis etwa 500 ng pro 10 mg Gesamt-RNA in einem Puffer, der beispielsweise aus 50 mm Phosphat besteht, pH-Wert im Bereich von etwa 4 bis 10, bei einer Temperatur von etwa 30 bis etwa 50 °C durchgeführt. Die gespaltene 5-Lipoxygenase-RNA kann mittels Agarosegel-Elektrophorese und Hybridisierung mit radioaktiv markierten DNA-Sonden oder mittels anderer Standardverfahren analysiert werden.The Oligonucleotides of the invention are also used as research reagents useful when used to 5-lipoxygenase mRNA in crude cell lysates or in partially purified or fully purified RNA preparations split or modify in another way. This application of Invention is, for example, by lysing cells by means of Standard procedure, optimal extraction of the RNA and subsequent treatment the same having a composition in concentrations ranging from e.g. about 100 to about 500 ng per 10 mg total RNA in a buffer, which consists for example of 50 mm of phosphate, pH in the range from about 4 to 10, at a temperature of about 30 to about 50 ° C. The cleaved 5-lipoxygenase RNA can by means of agarose gel electrophoresis and hybridization with radioactive labeled DNA probes or analyzed by other standard methods become.

C. DiagnostikaC. Diagnostics

Die Oligonukleotide der Erfindung werden auch in diagnostischen Anwendungen nützlich sein, insbesondere zur Bestimmung der Expression spezifischer mRNA-Spezies in verschiedenen Geweben oder der Expression von anormalen oder Mutanten-RNA-Spezies. In diesem Beispiel würden die Makromoleküle, während sie auf eine anormale mRNA zielen, da sie zu der anormalen Sequenz komplementär gestaltet sind, nicht mit normaler mRNA hybridisieren. Gewebeproben können homogenisiert und RNA mittels Standardverfahren extrahiert werden. Das Rohhomogenat oder der Extrakt kann beispielsweise behandelt werden, um die Spaltung der Ziel-RNA zu bewirken. Das Produkt kann dann mit einem festen Träger hybridisiert werden, der ein gebundenes Oligonukleotid enthält, das komplementär zu einer Region auf der 5'-Seite des Spaltortes ist. Sowohl die normale als auch die anormale 5'-Region der mRNA würden an den festen Träger binden. Die 3'-Region der anormalen RNA, die gespalten wird, würde nicht an den Träger gebunden und daher von der normalen mRNa abgetrennt werden.The Oligonucleotides of the invention are also used in diagnostic applications useful in particular for determining the expression of specific mRNA species in different tissues or the expression of abnormal or Mutant RNA species. In this example, the macromolecules would, while they are target an abnormal mRNA because it complements the abnormal sequence do not hybridize with normal mRNA. Tissue samples can be homogenized and RNA are extracted by standard methods. The crude homogenate or the extract can be treated, for example, for cleavage the target RNA too cause. The product can then be hybridized with a solid support containing a bound oligonucleotide that is complementary to a Region on the 5'-side the split location is. Both the normal and the abnormal 5 'region of the mRNA would to the solid support tie. The 3'-region the abnormal RNA that is cleaved would not be bound to the carrier and therefore be separated from the normal mRNa.

Zur Abänderung anvisierte mRNA-Spezies beziehen sich auf 5-Lipoxygenase; der Durchschnittsfachmann wird jedoch verstehen, dass die vorliegende Erfindung nicht so eingeschränkt ist und allgemein anwendbar ist. Es wird erwartet, dass die Hemmung oder Abänderung der Produktion des Enzyms 5-Lipoxygenase bedeutenden therapeutischen Nutzen bei der Behandlung von Krankheit aufweist. Um die Wirksamkeit der Zusammensetzungen zu bestimmen, ist ein Assay oder eine Reihe von Assays erforderlich.Modified mRNA species are for 5-lipoxygenase; however, one of ordinary skill in the art will appreciate that the present invention is not so limited and generally applicable. It is expected that the inhibition or modification of the production of the enzyme 5-lipoxygenase has significant therapeutic benefits in the treatment of disease. To the effectiveness of Zu An assay or series of assays is required.

D. In-vitro-AssaysD. In vitro assays

Bei den Zellassays für 5-Lipoxygenase wird vorzugsweise die menschliche promyelozytische Leukämie-Zelllinie HL-60 benutzt. Diese Zellen können durch verschiedene bekannte Agenzien veranlasst werden, in entweder eine monozytartige oder eine neutrophile Zelle zu differenzieren. Es ist bekannt, dass die Behandlung der Zellen mit 1,3%igem Dimethylsulfoxid, DMSO, die Differenzierung der Zellen in neutrophile begünstigt. Es ist jetzt festgestellt worden, dass basale HL-60-Zellen keine nachweisbaren Gehalte an 5-Lipoxygenase-Protein synthetisieren oder Leukotriene (ein Nachfolgeprodukt von 5-Lipoxygenase) sekretieren. Die Differenzierung der Zellen mit DMSO verursacht ein Auftreten des 5-Lipoxygenase-Proteins und der Leukotrien-Biosynthese 48 Stunden nach der Zugabe von DMSO. Daher kann die Induktion der 5-Lipoxygenase-Proteinsynthese als ein Prüfsystem zur Analyse von Oligonukleotiden benutzt werden, die in die 5-Lipoxygenase-Synthese in diesen Zellen eingreifen.at the cell assays for 5-lipoxygenase is preferably the human promyelocytic Leukemia cell line HL-60 used. These cells can caused by various known agents, in either to differentiate a monocytic or a neutrophilic cell. It is known that treatment of the cells with 1.3% dimethyl sulfoxide, DMSO, which promotes differentiation of cells in neutrophils. It has now been found that basal HL-60 cells do not detectable levels of 5-lipoxygenase protein synthesize or leukotrienes (a successor of 5-lipoxygenase) secrete. The differentiation of cells with DMSO causes an appearance of 5-lipoxygenase protein and leukotriene biosynthesis 48 hours after the addition of DMSO. Therefore, the induction of 5-lipoxygenase protein synthesis as a test system used for the analysis of oligonucleotides involved in 5-lipoxygenase synthesis intervene in these cells.

Bei einem zweiten Prüfsystem für Oligonukleotide bedient man sich der Tatsache, dass 5-Lipoxygenase deswegen ein „Selbstmord"-Enzym ist, weil es sich beim Reagieren mit Substrat selbst inaktiviert. Die Behandlung differenzierter HL-60- oder anderer Zellen, die 5-Lipoxygenase exprimieren, mit 10 μM A23187, einem Calciumionophoren, begünstigt die Translokation von 5-Lipoxygenase von dem Zytosol zu der Membran mit nachfolgender Aktivierung des Enzyms. Im Anschluss an die Aktivierung und mehrere Katalysedurchgänge wird das Enzym katalytisch inaktiv. Somit inaktiviert die Behandlung der Zellen mit Calciumionophor endogene 5-Lipoxygenase. Die Zellen benötigen etwa 24 Stunden, um sich von der A23187-Behandlung zu erholen, wie durch ihre Fähigkeit, Leukotrien B4 zu synthetisieren, gemessen wird. Makromoleküle, die gegen 5-Lipoxygenase gerichtet sind, können unter Benutzung der folgenden quantitativen Assays auf Aktivität in zwei HL-60-Modellsystemen geprüft werden. Die Assays sind von der direktesten Messung der Hemmung der 5-Lipoxygenase-Proteinsynthese in intakten Zellen zu weiter nachfolgenden Ereignissen, wie z.B. die Messung der 5-Lipoxygenase-Aktivität in intakten Zellen, beschrieben. Eine direkte Wirkung, die Oligonukleotide auf intakte Zellen ausüben können und die leicht quantifiziert werden kann, ist die spezifische Hemmung der 5-Lipoxygenase-Proteinsynthese. Zur Ausführung dieser Technik können Zellen mit 35S-Methionin (50 μCi/ml) für 2 Stunden bei 37 °C markiert werden, um neu synthetisiertes Protein zu markieren. Die Zellen werden extrahiert, um die gesamten Zellproteine zu solubilisieren, und die 5-Lipoxygenase wird mit 5-Lipoxygenase-Antikörper immunpräzipitiert, gefolgt von Eluierung von Protein-A-Sepharose-Kügelchen. Die immunpräzipitierten Proteine werden mittels SDS-Polyacrylamidgel-Elektrophorese aufgetrennt und der Autoradiographie unterworfen. Die Menge an immunpräzipitierter 5-Lipoxygenase wird mittels rasternder Densitometrie quantifiziert.A second assay for oligonucleotides makes use of the fact that 5-lipoxygenase is a "suicide" enzyme because it inactivates itself upon reacting with substrate, treating differentiated HL-60 or other cells, 5-lipoxygenase with 10 μM A23187, a calcium ionophore, promotes the translocation of 5-lipoxygenase from the cytosol to the membrane with subsequent activation of the enzyme, following activation and several catalysis, the enzyme becomes catalytically inactive, thus inactivating treatment of the cells Calcium ionophore endogenous 5-lipoxygenase The cells take about 24 hours to recover from the A23187 treatment, as measured by their ability to synthesize leukotriene B 4. Macromolecules directed against 5-lipoxygenase can be detected using The following quantitative assays are tested for activity in two HL-60 model systems d from the most direct measurement of inhibition of 5-lipoxygenase protein synthesis in intact cells to further downstream events, such as the measurement of 5-lipoxygenase activity in intact cells. A direct effect that oligonucleotides can exert on intact cells and that can be easily quantified is the specific inhibition of 5-lipoxygenase protein synthesis. To carry out this technique, cells can be labeled with 35 S-methionine (50 μCi / ml) for 2 hours at 37 ° C to label newly synthesized protein. The cells are extracted to solubilize the entire cell proteins, and the 5-lipoxygenase is immunoprecipitated with 5-lipoxygenase antibody, followed by elution of protein A-Sepharose beads. The immunoprecipitated proteins are separated by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis and subjected to autoradiography. The amount of immunoprecipitated 5-lipoxygenase is quantified by means of scanning densitometry.

Ein aus diesen Experimenten vorausgesagtes Ergebnis wäre wie folgt. Die Menge an 5-Lipoxygenase-Protein, das aus Kontrollzellen immunpräzipitiert wird, würde auf 100 normalisiert. Die Behandlung der Zellen mit 1 μM, 10 μM und 30 μM der Makromoleküle der Erfindung während 48 Stunden würde die immunpräzipitierte 5-Lipoxygenase um 5 %, 25 bzw. 75 % der Kontrollprobe verringern.One The result predicted from these experiments would be as follows. The amount of 5-lipoxygenase protein immunoprecipitated from control cells would, would normalized to 100. Treatment of cells with 1 μM, 10 μM and 30 μM of the macromolecules of the invention while 48 hours would the immunoprecipitated Reduce 5-lipoxygenase by 5%, 25% and 75% of the control.

Die Messung der 5-Lipoxygenase-Enzymaktivität in Zellhomogenaten könnte auch benutzt werden, um die Menge an vorhandenem Enzym zu quantifizieren, das in der Lage ist, Leukotriene zu synthetisieren. Ein radiometrischer Assay zur Quantifizierung der 5-Lipoxygenase-Enzymaktivität in Zellhomogenaten unter Benutzung von Umkehrphasen-HPLC ist jetzt entwickelt worden. Die Zellen werden durch Ultraschallbehandlung in einem Puffer, der Proteasehemmer und EDTA enthält, aufgebrochen. Das Zellhomogenat wird bei 10.000 g 30 min lang zentrifugiert und die Überstände auf 5-Lipoxygenase-Aktivität analysiert. Zytosolische Proteine werden mit 10 μM 14C-Arachidonsäure, 2 mM ATP, 50 μM freiem Calcium, 100 μg/ml Phosphatidylcholin und 50 mM Bis-Trispuffer, pH 7,0, 5 min lang bei 37 °C inkubiert. Die Reaktionen werden durch die Zugabe eines gleichen Volumens Aceton gelöscht und die Fettsäuren mit Ethylacetat extrahiert. Das Substrat und die Reaktionsprodukte werden mittels Umkehrphasen-HPLC in einer Novapak-Cl8-Säule (Waters Inc., Millford, MA) getrennt. Radioaktive Peaks werden mit einem radiochromatographischen Detektor, Modell 171 von Beckman, erfasst. Die Menge an Arachidonsäure, die in Di-HETEs und Mono-HETEs umgewandelt ist, wird als ein Maß für die 5-Lipoxygenase-Aktivität benutzt.The measurement of 5-lipoxygenase enzyme activity in cell homogenates could also be used to quantify the amount of enzyme present that is capable of synthesizing leukotrienes. A radiometric assay for quantifying 5-lipoxygenase enzyme activity in cell homogenates using reverse-phase HPLC has now been developed. The cells are disrupted by sonication in a buffer containing protease inhibitor and EDTA. The cell homogenate is centrifuged at 10,000 g for 30 minutes and the supernatants are analyzed for 5-lipoxygenase activity. Cytosolic proteins are incubated with 10 μM 14 C-arachidonic acid, 2 mM ATP, 50 μM free calcium, 100 μg / ml phosphatidylcholine, and 50 mM Bis-Tris buffer, pH 7.0, at 37 ° C for 5 min. The reactions are quenched by the addition of an equal volume of acetone and the fatty acids extracted with ethyl acetate. The substrate and reaction products are separated by reverse phase HPLC in a Novapak Cl8 column (Waters Inc., Millford, MA). Radioactive peaks are detected using a Beckman Model 171 radiochromatographic detector. The amount of arachidonic acid converted to di-HETEs and mono-HETEs is used as a measure of 5-lipoxygenase activity.

Ein vorausgesagtes Ergebnis für die 72-stündige Behandlung DMSO-differenzierter HL-60-Zellen mit wirksamen Makromolekülen der Erfindung bei 1 μM, 10 μM und 30 μM wäre wie folgt. Kontrollzellen oxidieren 200 pmol Arachidonsäure/5 min/106 Zellen. Zellen, die mit 1 μM, 10 μM und 30 μM eines wirksamen Oligonukleotids behandelt wurden, würden 195 pmol, 140 pmol bzw. 60 pmol Arachidonsäure/5 min/106 Zellen oxidieren.A predicted result for the 72-hour treatment of DMSO-differentiated HL-60 cells with effective macromolecules of the invention at 1 μM, 10 μM and 30 μM would be as follows. Control cells oxidize 200 pmol arachidonic acid / 5 min / 10 6 cells. Cells treated with 1 μM, 10 μM and 30 μM of an active oligonucleotide would oxidize 195 pmol, 140 pmol and 60 pmol arachidonic acid / 5 min / 10 6 cells, respectively.

Ein quantitativer, kompetitiver, enzymgekoppelter Immunabsorptionsassay (ELISA) zur Messung des gesamten 5-Lipoxygenase-Proteins in Zellen ist entwickelt worden. Menschliche 5-Lipoxygenase, exprimiert in E. coli und mittels Extraktion, Q-Sepharose, Hydroxyapatit und Umkehrphasen-HPLC gereinigt, wird als ein Standard und als das primäre Antigen benutzt, um Mikrotiterplatten zu beschichten. Gereinigte 5-Lipoxygenase (25 ng) wird über Nacht bei 4 °C an die Mikrotiterplatten gebunden. Die Vertiefungen werden 90 min lang mit 5 % Ziegenserum, verdünnt in 20 mM Tris-HCl-Puffer, pH 7,4, in der Gegenwart von 150 mM NaCl (TBS) blockiert. Zellextrakte (0,2%iges Triton X-100, 12.000 g während 30 min) oder gereinigte 5-Lipoxygenase wurden mit einer 1:4.000-Verdünnung von polyklonalem 5-Lipoxygenase-Antikörper in einem Gesamtvolumen von 100 μl in den Mikrotiter-Vertiefungen für 90 min inkubiert. Die Antikörper werden durch Immunisieren von Kaninchen mit gereinigter menschlicher rekombinanter 5-Lipoxygenase hergestellt. Die Vertiefungen werden mit TBS, das 0,05 % Tween 20 enthält (TBST), gewaschen, dann mit 100 μl einer 1:1.000-Verdünnung von Peroxidase-konjugiertem Ziege-Anti-Kaninchen-IgG (Cappel Laboratories, Malvern, PA) für 60 min bei 25 °C inkubiert. Die Vertiefungen werden mit TBST gewaschen und die Menge an mit Peroxidase markiertem zweitem Antikörper durch Entwicklung mit Tetramethylbenzidin bestimmt.One quantitative, competitive, enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) for measuring total 5-lipoxygenase protein in cells been developed. Human 5-lipoxygenase expressed in E. coli and by extraction, Q-Sepharose, hydroxyapatite and reverse phase HPLC purified, is considered a standard and as the primary antigen used to coat microtiter plates. Purified 5-lipoxygenase (25 ng) is about Night at 4 ° C bound to the microtiter plates. The wells are 90 min long with 5% goat serum, diluted in 20 mM Tris-HCl buffer, pH 7.4, in the presence of 150 mM NaCl (TBS) blocked. Cell extracts (0.2% Triton X-100, 12,000 g during 30 min) or purified 5-lipoxygenase were diluted at 1: 4,000 of polyclonal 5-lipoxygenase antibody in a total volume of 100 μl in the microtiter wells for Incubated for 90 min. The antibodies are immunized by immunizing rabbits with purified human recombinant 5-lipoxygenase produced. The wells are treated with TBS containing 0.05% Tween 20 contains (TBST), then washed with 100 μl a 1: 1000 dilution of peroxidase-conjugated goat anti-rabbit IgG (Cappel Laboratories, Malvern, PA) for 60 minutes at 25 ° C incubated. The wells are washed with TBST and the amount peroxidase labeled second antibody by development with Tetramethylbenzidine determined.

Vorausgesagte Ergebnisse eines solchen Assays unter Benutzung eines 30-meren Oligonukleotids mit 1 μM, 10 μM und 30 μM wären 30 ng, 18 ng bzw. 5 ng 5-Lipoxygenase pro 106 Zellen, wobei unbehandelte Zellen etwa 34 ng 5-Lipoxygenase enthalten.Predicted results of such an assay using a 30-mer oligonucleotide at 1 μM, 10 μM and 30 μM would be 30 ng, 18 ng and 5 ng 5-lipoxygenase per 10 6 cells, respectively, with untreated cells containing approximately 34 ng of 5-lipoxygenase.

Eine Netto-Hemmwirkung der 5-Lipoxygenase-Biosynthese ist eine Verringerung der Mengen an Leukotrienen, die aus stimulierten Zellen freigesetzt werden. DMSO-differenzierte HL-60-Zellen setzen bei Stimulierung mit Calciumionophor A23187 Leukotrien B4 frei. Leukotrien B4, das in das Zellmedium freigesetzt wird, kann mittels Radioimmunoassay unter Benutzung handelsüblicher Diagnose-Kits (New England Nuclear, Boston, MA) quantifiziert werden. Die Leukotrien-B4-Produktion kann in HL-60-Zellen 48 Stunden nach der Zugabe von DMSO, um die Zellen in eine neutrophile Zelle zu differenzieren, nachgewiesen werden. Zellen (2 × 105 Zellen/ml) werden mit steigenden Konzentrationen des Makromoleküls während 48 bis 72 Stunden in der Gegenwart von 1,3%igem DMSO behandelt werden. Die Zellen werden gewaschen und auf eine Konzentration von 2 × 106 Zellen/ml in Dulbeccos phosphatgepufferter Salzlösung, die 1 % delipidiertes Rinderserumalbumin enthält, wieder suspendiert. Die Zellen werden mit 10 μM Calciumionophor A23187 für 15 min stimuliert und die Menge an LTB4, das von 5 × 105 Zellen produziert wird, mittels Radioimmunoassay wie vom Hersteller beschrieben bestimmt.A net inhibitory effect of 5-lipoxygenase biosynthesis is a reduction in the levels of leukotrienes released from stimulated cells. DMSO-differentiated HL-60 cells release leukotriene B4 when stimulated with calcium ionophore A23187. Leukotriene B4 released into the cell medium can be quantified by radioimmunoassay using commercial diagnostic kits (New England Nuclear, Boston, MA). Leukotriene B4 production can be detected in HL-60 cells 48 hours after the addition of DMSO to differentiate the cells into a neutrophil cell. Cells (2 x 10 5 cells / ml) will be treated with increasing concentrations of the macromolecule for 48 to 72 hours in the presence of 1.3% DMSO. The cells are washed and resuspended to a concentration of 2 x 10 6 cells / ml in Dulbecco's phosphate buffered saline containing 1% delipidated bovine serum albumin. The cells are stimulated with 10 μM calcium ionophore A23187 for 15 min and the amount of LTB4 produced by 5 x 10 5 cells is determined by radioimmunoassay as described by the manufacturer.

Unter Benutzung dieses Assays würden mit einem Oligonukleotid, das auf die S-LO-mRNA gerichtet ist, wahrscheinlich die folgenden Ergebnisse erhalten. Die Zellen werden in der Gegenwart von 1,3%igem DMSO während 72 Stunden mit entweder 1 μM, 10 μM oder 30 μM des Makromoleküls behandelt werden. Es würde erwartet, dass die Menge an LTB4, die von 5 × 105 Zellen produziert wird, etwa 75 pg, 50 pg bzw. 35 pg beträgt, wobei unbehandelte differenzierte Zellen 75 pg LTB4 produzieren.Using this assay, an oligonucleotide directed to the S-LO mRNA would likely give the following results. The cells will be treated in the presence of 1.3% DMSO for 72 hours with either 1 μM, 10 μM or 30 μM of the macromolecule. It would be expected that the amount of LTB 4 produced by 5 x 10 5 cells would be about 75 pg, 50 pg and 35 pg respectively, with untreated differentiated cells producing 75 pg of LTB 4 .

E. In-vivo-AssayE. In Vivo Assay

Die Hemmung der Produktion von 5-Lipoxygenase in der Maus kann gemäß der folgenden Vorschrift gezeigt werden. Die topische Anwendung von Arachidonsäure führt zur raschen Produktion von Leukotrien B4, Leukotrien C4 und Prostaglandin E2 in der Haut, gefolgt von Ödem und Zellinfiltration. Von bestimmten Hemmern von 5-Lipoxygenase ist bekannt gewesen, dass sie in diesem Assay Aktivität aufweisen. In dem Assay werden 2 mg Arachidonsäure auf ein Mausohr aufgetragen, wobei das kontralaterale Ohr als eine Kontrolle dient. Das polymorphonukleare Zellinfiltrat wird mittels der Myeloperoxidase-Aktivität in Homogenaten analysiert, die von einer Biopsie 1 Stunde nach der Verabreichung der Arachidonsäure genommen wurden. Die ödematöse Reaktion wird mittels Messung der Ohrdicke und des Feuchtgewichtes einer Stanzbiopsie quantitativ erfasst. Die Messung von Leukotrien B4, das in Biopsieproben produziert wird, wird als eine direkte Messung der 5-Lipoxygenase-Aktivität in dem Gewebe durchgeführt. Oligonukleotide werden 12 bis 24 Stunden vor der Verabreichung von Arachidonsäure topisch auf beide Ohren aufgetragen, um eine optimale Aktivität der Verbindungen zu ermöglichen. Beide Ohren werden vor der Belastung mit Arachidonsäure 24 Stunden lang mit entweder 0,1 μmol, 0,3 μmol oder 1,0 μmol des Makromoleküls vorbehandelt. Die Werte sind als der Mittelwert für drei Tiere je Konzentration ausgedrückt. Es wird erwartet, dass die Hemmung der polymorphonuklearen Zellinfiltration für 0,1 μmol, 0,3 μmol und 1 μmol etwa 10 %, 75 % bzw. 92 % der Kontrollaktivität beträgt. Es wird erwartet, dass die Hemmung von Ödem etwa 3 %, 58 % bzw. 90 % beträgt, während erwartet werden würde, dass die Hemmung der Leukotrien-B4-Produktion etwa 15 %, 79 % bzw. 99 % betrüge.The inhibition of production of 5-lipoxygenase in the mouse can be demonstrated according to the following procedure. Topical application of arachidonic acid results in the rapid production of leukotriene B 4 , leukotriene C 4 and prostaglandin E 2 in the skin, followed by edema and cell infiltration. Certain inhibitors of 5-lipoxygenase have been known to exhibit activity in this assay. In the assay, 2 mg of arachidonic acid is applied to a mouse ear with the contralateral ear serving as a control. The polymorphonuclear cell infiltrate is analyzed by myeloperoxidase activity in homogenates taken from a biopsy 1 hour after arachidonic acid administration. The edematous reaction is quantified by measuring ear thickness and wet weight of a punch biopsy. Measurement of leukotriene B 4 produced in biopsy specimens is performed as a direct measure of 5-lipoxygenase activity in the tissue. Oligonucleotides are topically applied to both ears 12 to 24 hours prior to the administration of arachidonic acid to allow optimal activity of the compounds. Both ears are pretreated for 24 hours with either 0.1 μmol, 0.3 μmol, or 1.0 μmol of the macromolecule before loading with arachidonic acid. The values are expressed as the mean for three animals per concentration. The inhibition of polymorphonuclear cell infiltration for 0.1 μmol, 0.3 μmol and 1 μmol is expected to be about 10%, 75% and 92% of the control activity, respectively. The inhibition of edema is expected to be about 3%, 58% and 90%, respectively, while it would be expected that the inhibition of leukotriene B 4 production would be about 15%, 79% and 99%, respectively.

BEISPIEL 63EXAMPLE 63

5'-O-DMT-2'-desoxy-2'-methylen-5-methyl-uridin-3'-(2-cyanoethyl-N,N-diisopropyl)phosphoramidit5'-O-DMT-2'-deoxy-2'-methylene-5-methyl-uridine-3 '- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropyl) phosphoramidite

2'-Desoxy-2'-methylen-3',5'-O-(tetraisopropyl-disiloxan-1,3-diyl)-5-methyluridin wird den Arbeitsweisen folgend durchgeführt, die für die entsprechenden Uridinderivate beschrieben sind (Hansske, F.; Madej, D.; Robins, M. J. Tetrahedron (1984) 40, 125; Matsuda, A.; Takenusi, K.; Tanaka, S.; Sasaki, T.; Ueda, T., J. Med. Chem. (1991) 34, 812; siehe auch Cory, A. H.; Samano, V.; Robins, M. J.; Cory, J. G., 2'-Deoxy-2'-methylene derivatives of adenosine, guanosine, tubercidin, cytidine and uridine as inhibitors of L1210 cell growth in culture. Biochem. Pharmacol. (1994), 47(2), 365 bis 71).2'-deoxy-2'-methylene-3 ', 5'-O- (tetraisopropyl-disiloxane-1,3-diyl) -5-methyluridine is performed following the procedures for the corresponding uridine derivatives (Hansske, F., Madej, D., Robins, M. J. Tetrahedron (1984) 40, 125; Matsuda, A .; Takenusi, K .; Tanaka, S .; Sasaki, T .; Ueda, T., J. Med. Chem. (1991) 34, 812; see also Cory, A.H .; Samano, V .; Robins, M.J .; Cory, J.G., 2'-Deoxy-2'-methylene derivatives of adenosine, guanosine, tubercidin, cytidine and uridine as inhibitors of L1210 cell growth in culture. Biochem. Pharmacol. (1994), 47 (2), 365 to 71).

Es wird mit 1 M TBAF in THF behandelt, um 2'-Desoxy-2'-methylen-5-methyluridin zu ergeben. Es wird in Pyridin gelöst und mit DMT-Cl behandelt und gerührt, um das 5'-O-DMT-2'-desoxy-2'-methylen-5-methyluridin zu ergeben. Diese Verbindung wird mit 2-Cyanoethyl-N,N-diisopropylphosphoramidit und Diisopropylaminotetrazolid behandelt. In einer ähnlichen Weise werden die entsprechenden N-6-Benzoyladenosin-, N-4-Benzoylcytosin-, N-2-Isobutyrylguanosin-Phosphoramiditderivate synthetisiert.It is treated with 1 M TBAF in THF to give 2'-deoxy-2'-methylene-5-methyluridine to surrender. It is dissolved in pyridine and treated with DMT-Cl and stirred 5'-O-DMT-2'-deoxy-2'-methylene-5-methyluridine to surrender. This compound is reacted with 2-cyanoethyl-N, N-diisopropylphosphoramidite and diisopropylaminotetrazolide. In a similar The corresponding N-6-benzoyladenosine, N-4-benzoylcytosine, Synthesized N-2-isobutyrylguanosine phosphoramidite derivatives.

BEISPIEL 63EXAMPLE 63

Synthese von 3'-O-4'-C-MethylenribonukleosidSynthesis of 3'-O-4'-C-methylene ribonucleoside

5'-O-DMT-3'-O-4'-C-methylen-uridin und 5-Methyluridin werden gemäß der Arbeitsweise von Obika et al. (Obika et al., Bioorg. Med. Chem. Lett. (1999) 9, 515 bis 518) durchgeführt. Die Amidite werden unter Benutzung der oben beschriebenen Vorschriften in Oligonukleotide eingebunden.5'-O-DMT-3'-O-4'-C-methylene-uridine and 5-methyluridine according to the procedure by Obika et al. (Obika et al., Bioorg. Med. Chem. Lett. (1999) 9, 515-518). The amidites are prepared using the instructions described above involved in oligonucleotides.

BEISPIEL 64EXAMPLE 64

Synthese von 2'-Methylen-PhosphoramiditenSynthesis of 2'-methylene phosphoramidites

5'-O-DMT-2'-(methyl)-3'-O-(2-cyanoethyl-N,N-diisopropylamin)-5-methyluridin-phosphoramidit, 5'-O-DMT-2'-(methyl)-N-6-benzoyladenosin-(3'-O-2-cyanoethyl-N,N-diisopropylamino)phosphoramidit, 5'-O-DMT-2'-(methyl)-N2-isobutyrylguanosin-3'-O-(2-cyanoethyl-N,N-diisopropylamino)phosphoramidit und 5'-O-DMT-2'-(methyl)-N-4-benzoyl-cytidin-3'-O-(2-cyanoethyl-N,N-diisopropylamino)phosphoramidit wurden durch die Phosphitylierung der entsprechenden Nukleoside erhalten. Die Nukleoside wurden gemäß der Arbeitsweise synthetisiert, die von Iribarren, Adolfo M.; Cicero, Daniel O.; Neuner, Philippe J., Resistance to degradation by nucleases of (2'S)-2'-deoxy-2'-C-methyloligonucleotides, novel potential antisense probes. Antisense Res. Dev., (1994), 4(2), 95 bis 98; Schmit, Chantal; Bevierre, Marc-Olivier; De Mesmaeker, Alain; Altmann, Karl-Heinz, „The effects of 2'- and 3'-alkyl substituents on oligonucleotide hybridization and stability", Bioorg. Med. Chem. Lett. (1994), 4(16), 1.969 bis 1.974, beschrieben ist.5'-O-DMT-2 '- (methyl) -3'-O- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropylamine) -5-methyl uridine phosphoramidite, 5'-O-DMT-2' - (methyl) -N-6-benzoyladenosine (3'-O-2-cyanoethyl-N, N-diisopropylamino) phosphoramidite; 5'-O-DMT-2 '- (methyl) -N2-isobutyrylguanosine-3'-O- (2 -cyanoethyl-N, N-diisopropylamino) phosphoramidite and 5'-O-DMT-2 '- (methyl) -N-4-benzoyl-cytidine-3'-O- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropylamino) phosphoramidite were due to the phosphitylation of the corresponding nucleosides receive. The nucleosides were synthesized according to the procedure, those of Iribarren, Adolfo M .; Cicero, Daniel O .; Nine, Philippe J., Resistance to degradation by Nucleases of (2'S) -2'-deoxy-2'-C-methyloligonucleotides novel potential antisense probes. Antisense Res. Dev., (1994), 4 (2), 95 to 98; Schmit, Chantal; Bevierre, Marc-Olivier; De Mesmaeker, Alain; Altmann, Karl-Heinz, "The effects of 2'-and 3'-alkyl substituents on oligonucleotide hybridization and stability ", Bioorg. Med. Chem. Lett. (1994), 4 (16), 1,969 to 1,974.

Die Phosphitylierung wird unter Benutzung der Bisamidit-Arbeitsweise durchgeführt.The Phosphitylation is performed using the bisamidite procedure.

BEISPIEL 65EXAMPLE 65

Synthese von 2'-S-Methyl-PhosphoramiditenSynthesis of 2'-S-methyl phosphoramidites

5'-O-DMT-2'-S-(methyl)-3'-O-(2-cyanoethyl-N,N-diisopropylamin)-5-methyl-uridin-phosphoramidit, 5'-O-DMT-2'-S(methyl)-N-6-benzoyl-adenosin-(3'-O-2-cyanoethyl-N,N-diisopropylamino)phosphoramidit, 5'-O-DMT-2'-S-(methyl)-N2-isobutyryl-guanosin-3'-O-(2-cyanoethyl-N,N-diisopropylamino)phosphoramidit und 5'-O-DMT-2'-5-(methyl)-N-4-benzoyl-cytidin-3'-O-(2-cyanoethyl-N,N-diisopropylamino)phosphoramidit wurden mittels Phosphitylierung der entsprechenden Nukleoside erhalten. Die Nukleoside wurden gemäß der Arbeitsweise synthetisiert, die von Fraser et al. beschrieben ist (Fraser, A.; Wheeler, P.; Cook, P. D.; Sanghvi, Y. S., J. Heterocycl. Chem. (1993) 31, 1.277 bis 1.287). Die Phosphitylierung wird unter Benutzung der Bisamidit-Arbeitsweise durchgeführt.5'-O-DMT-2'-S- (methyl) -3'-O- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropylamine) -5-methyl-uridine-phosphoramidite, 5'-O-DMT-2 ' -S (methyl) -N-6-benzoyladenosine (3'-O-2-cyanoethyl-N, N-diisopropylamino) phosphoramidite, 5'-O-DMT-2'-S- (methyl) -N2- isobutyryl-guanosine-3'-O- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropylamino) phosphoramidite and 5'-O-DMT-2'-5- (methyl) -N-4-benzoyl-cytidine-3'-O- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropylamino) -phosphoramidite obtained by phosphitylation of the corresponding nucleosides. The nucleosides were prepared according to the procedure synthesized by Fraser et al. is described (Fraser, A .; Wheeler, P .; Cook, P. D .; Sanghvi, Y.S., J. Heterocycl. Chem. (1993) 31, 1.277 to 1.287). The phosphitylation is under use carried out the bisamidite procedure.

BEISPIEL 66EXAMPLE 66

Synthese von 2'-O-Methyl-β-D-arabinofuranosyl-VerbindungenSynthesis of 2'-O-methyl-β-D-arabinofuranosyl Compounds

2'-O-Methyl-β-D-arabinofuranosyl-thymidin-haltige Oligonukleotide wurden den Arbeitsweisen von Gotfredson et. al. folgend durchgeführt (Gotfredson, C. H. et. al. Tetrahedron Lett. (1994) 35, 6.941 bis 6.944; Gotfredson, C. H. et. al., Bioorg. Med. Chem. (1996) 4, 1.217 bis 1225). 5'-O-DMT-2'-ara-(O-methyl)-3'-O-(2-cyanoethyl-N,N-diisopropylamin)-5-methyluridin-phosphoramidit, 5'-O-DMT-2'-ara-(O-methyl)-N-6-benzoyladenosin-(3'-O-2-cyanoethyl-N,N-diisopropylamino)phosphoramidit, 5'-O-DMT-2'-ara-(O-methyl)-N2-isobutyryl-guanosin-3'-O-(2-cyanoethyl-N,N-diisopropylamino)phosphoramidit und 5'-O-DMT-2'-ara-(O-methyl)-N-4-benzoyl-cytidin-3'-O-(2-cyanoethyl-N,N-diisopropylamino)phosphoramidite werden durch die Phosphitylierung der entsprechenden Nukleoside erhalten. Die Nukleoside werden gemäß der Arbeitsweise erhalten, die von Gotfredson, C. H. et. al. beschrieben ist, Tetrahedron Lett. (1994) 35, 6.941 bis 6.944; Gotfredson, C. H. et. al., Bioorg. Med. Chem. (1996) 4, 1.217 bis 1.225. Die Phosphitylierung wird unter Benutzung der Bisamidit-Arbeitsweise durchgeführt.2'-O-methyl-β-D-arabinofuranosyl-thymidine-containing oligonucleotides were used in the procedures of Gotfredson et. al. (Gotfredson, CH et al., Tetrahedron Lett. (1994) 35, 6,941-6,944; Gotfredson, CH et al., Bioorg. Med. Chem. (1996) 4, 1217-1225). 5'-O-DMT-2'-ara (O-methyl) -3'-O- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropylamine) -5-methyl uridine phosphoramidite, 5'-O-DMT-2 ' -ara- (O-methyl) -N-6-benzoyladenosine (3'-O-2-cyanoethyl-N, N-diisopropylamino) phosphoramidite, 5'-O-DMT-2'-ara- (O-methyl) -N2-isobutyryl-guanosine-3'-O- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropylamino) -phosphoramidite; and 5'-O-DMT-2'-ara- (O-methyl) -N-4-benzoyl-cytidine 3'-O- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropylamino) phosphoramidites are obtained by the phosphitylation of the corresponding nucleosides. The nucleosides are obtained according to the procedure described by Gotfredson, CH et. al. described Tetrahedron Lett. (1994) 35, 6,941 to 6,944; Gotfredson, CH et. al., Bioorg. Med. Chem. (1996) 4, 1217-1225. The phosphitylation is carried out using the bisamidite procedure.

BEISPIEL 67EXAMPLE 67

Synthese von 2'-Fluor-β-D-arabinofuranosyl-VerbindungenSynthesis of 2'-fluoro-β-D-arabinofuranosyl compounds

2'-Fluor-β-D-arabinofuranosyl-Oligonukleotide werden den Arbeitsweisen von Kois, P. et al., Nucleosides Nucleotides 12, 1.093, 1993 und Damha et al., J. Am. Chem. Soc., 120, 12.976, 1998 und darin angeführten Literaturhinweisen folgend durchgeführt. 5'-O-DMT-2'-ara-(fluor)-3'-O-(2-cyanoethyl-N,N-diisopropylamin)-5-methyluridinphosphoramidit, 5'-O-DMT-2'-ara-(fluor)-N-6-benzoyladenosin-(3'-O-2-cyanoethyl-N,N-diisopropylamino)phosphoramidit, 5'-O-DMT-2'-ara-(fluor)-N2-isobutyryl-guanosin-3'-O-(2-cyanoethyl-N,N-diisopropylamino)phosphoramidit und 5'-O-DMT-2'-ara-(fluor)-N-4-benzoylcytidin-3'-O-(2-cyanoethyl-N,N-diisopropylamino)phosphoramidite werden durch die Phosphitylierung der entsprechenden Nukleoside erhalten. Die Nukleoside werden gemäß der Arbeitsweise synthetisiert, die von Kois, P. et al., Nucleosides Nucleotides 12, 1.093, 1993 und Damha et al., J. Am. Chem. Soc., 120, 12.976, 1998 beschrieben ist. Die Phosphitylierung wird unter Benutzung der Bisamidit-Arbeitsweise durchgeführt.2'-fluoro-β-D-arabinofuranosyl oligonucleotides The procedures of Kois, P. et al., Nucleosides Nucleotides 12, 1093, 1993 and Damha et al., J. Am. Chem. Soc., 120, 12.976, 1998 and listed therein Bibliography following performed. 5'-O-DMT-2'-ara- (fluoro) -3'-O- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropylamine) -5-methyluridinphosphoramidit, 5'-O-DMT-2'-ara- (fluoro) -N-6-benzoyl adenosine (3'-O-2-cyanoethyl-N, N-diisopropylamino) phosphoramidite, 5'-O-DMT-2'-ara- (fluoro) -N2-isobutyryl-guanosine-3'-O- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropylamino) phosphoramidite and 5'-O-DMT-2'-ara (fluoro) -N-4-benzoylcytidine-3'-O- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropylamino) phosphoramidites are due to the phosphitylation of the corresponding nucleosides receive. The nucleosides are synthesized according to the procedure, those of Kois, P. et al., Nucleosides Nucleotides 12, 1093, 1993 and Damha et al., J. Am. Chem. Soc., 120, 12.976, 1998 is. Phosphitylation is accomplished using the bisamidite procedure carried out.

BEISPIEL 68EXAMPLE 68

Synthese von 2'-Hydroxyl-β-D-arabinofuranosyl-VerbindungenSynthesis of 2'-hydroxyl-β-D-arabinofuranosyl compounds

2'-Hydroxyl-β-D-arabinofuranosyl-Oligonukleotide werden den Arbeitsweisen von Resmini und Pfleiderer, Helv. Chim. Acta, 76, 158, 1993; Schmit et al., Bioorg. Med. Chem. Lett. 4, 1.969, 1994 Resmini, M.; Pfleiderer, W. Synthesis of arabinonucleic acid (tANA). Bioorg. Med. Chem. Lett. (1994), 16, 1.910.; Resmini, Matthias; Pfleiderer, W. Nucleosides, Part LV, Efficient synthesis of arabinoguanosine building blocks (Helv. Chim. Acta, (1994), 77, 429 bis 434; und Damha et al., J. Am. Chem. Soc., 1998, 120, 12.976, und darin angeführten Literaturhinweisen folgend durchgeführt.2'-hydroxyl-β-D-arabinofuranosyl oligonucleotides become the working methods of Resmini and Pfleiderer, Helv. Chim. Acta, 76, 158, 1993; Schmit et al., Bioorg. Med. Chem. Lett. 4, 1,996, 1994 Resmini, M .; Pfleiderer, W. Synthesis of arabinonucleic acid (tANA). Bioorg. Med. Chem. Lett. (1994), 16, 1,910; Resmini, Matthias; Pfleiderer, W. Nucleosides, Part LV, Efficient synthesis of arabinoguanosine building blocks (Helv Chim Acta, (1994), 77, 429-434; Damha et al., J. Am. Chem. Soc., 1998, 120, 12.976, and references cited therein following performed.

5'-O-DMT-2'-ara-(hydroxy)-3'-O-(2-cyanoethyl-N,N-diisopropylamin)-5-methyluridin-phosphoramidit, 5'-O-DMT-2'-ara-(hydroxy)-N-6-benzoyl-adenosin-(3'-O-2-cyanoethyl-N,N-diisopropylamino)phosphoramidit, 5'-O-DMT-2'-ara-(hydroxy)-N2-isobutyryl-guanosin-3'-O-(2-cyanoethyl-N,N-diisopropylamino)phosphoramidit und 5'-O-DMT-2'-ara-(hydroxy)-N-4-benzoylcytidin-3'-O-(2-cyanoethyl-N,N-diisopropylamino)phosphoramidite werden mittels der Phosphitylierung der entsprechenden Nukleoside erhalten. Die Nukleoside werden gemäß der Arbeitsweise synthetisiert, die von Kois, P. et al., Nucleosides Nucleotides 12, 1.093, 1993 und Damha et al., J. Am. Chem. Soc., 120, 12.976, 1998 beschrieben ist. Die Phosphitylierung wird unter Benutzung der Bisamidit-Arbeitsweise durchgeführt.5'-O-DMT-2'-ara (hydroxy) -3'-O- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropylamine) -5-methyluridine-phosphoramidite, 5'-O-DMT-2'-ara - (hydroxy) -N-6-benzoyl-adenosine (3'-O-2-cyanoethyl-N, N-diisopropylamino) -phosphoramidite, 5'-O-DMT-2'-ara- (hydroxy) -N2-isobutyryl guanosine 3'-O- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropylamino) phosphoramidite and 5'-O-DMT-2'-ara- (hydroxy) -N-4-benzoyl cytidine-3'-O- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropylamino) phosphoramidites be by means of phosphitylation of the corresponding nucleosides receive. The nucleosides are synthesized according to the procedure, those of Kois, P. et al., Nucleosides Nucleotides 12, 1093, 1993 and Damha et al., J. Am. Chem. Soc., 120, 12.976, 1998 is. Phosphitylation is accomplished using the bisamidite procedure carried out.

BEISPIEL 69EXAMPLE 69

Synthese von Difluormethylen-VerbindungenSynthesis of difluoromethylene compounds

5'-O-DMT-2'-desoxy-2'-difluormethylen-5-methyluridin-3'-(2-cyanoethyl-N,N-diisopropyl-phosphoramidit), 5'-O-DMT-2'-desoxy-2'-difluormethylen-N-4-benzoyl-cytidin, 5'-O-DMT-2'-desoxy-2'-difluormethylen-N-6-benzoyl-adenosin und 5'-O-DMT-2'-desoxy-2'-difluorethylen-N2-isobutyrylguanosin werden den Vorschriften folgend synthetisiert, die von Usman et al. (US-Pat. Nr. 5,639,649, 17. Juni 1997) beschrieben sind.5'-O-DMT-2'-deoxy-2'-difluoromethylene-5-methyluridine-3 '- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropyl-phosphoramidite), 5'-O-DMT-2'-deoxy- 2'-difluoromethylene-N-4-benzoyl-cytidine, 5'-O-DMT-2'-deoxy-2'-difluoromethylene-N-6-benzoyl-adenosine and 5'-O-DMT-2'-deoxy- 2'-difluoroethylene-N 2 -isobutyrylguanosine are synthesized following the procedures described by Usman et al. (U.S. Patent No. 5,639,649, June 17, 1997).

BEISPIEL 70EXAMPLE 70

Synthese von 5'-O-DMT-2'-desoxy-2'-β-(O-acetyl)-2'-α-methyl-N6-benzoyl-adenosin-3'-(2-cyanoethyl-N,N-diisopropyl-PhosphoramiditSynthesis of 5'-O-DMT-2'-deoxy-2'-β- (O-acetyl) -2'-α-methyl-N6-benzoyl-adenosine-3 '- (2-cyanoethyl-N, N- diisopropyl phosphoramidite

5'-O-DMT-2'-desoxy-2'-β-(OH)-2'-α-methyl-adenosin wird aus der Verbindung 5'-3'-geschütztes 2'-Ketoadenosin (Rosenthal, Sprinzl und Baker, Tetrahedron Lett. 4.233, 1970; siehe auch mit Nukleinsäure verwandte Verbindungen. Eine bequeme Arbeitsweise zur Synthese von 2'- und 3'-Ketonukleosiden ist von Hansske et al., Dep. Chem., Univ. Alberta, Edmonton, Can., Tetrahedron Lett. (1983), 24(15), 1.589 bis 1.592 gezeigt.) mittels Grigand-Addition von McMgI im Lösemittel THF synthetisiert, gefolgt von der Trennung der Isomere. Das 2-β-(OH) ist als Acetat geschützt. Die 5'-3'-Acetalgruppe wird entfernt, die 5'-Position dimethoxytrityliert, die N-6-Position wird benzoyliert und dann die 3'-Position phosphityliert, um 5'-O-DMT-2'-desoxy-2'-β-(O-acetyl)-2'-α-methyl-N6-benzoyladenosin-3'-(2-cyanoethyl-N,N-diisopropyl)phosphoramidit zu ergeben.5'-O-DMT-2'-deoxy-2'-β- (OH) -2'-α-methyl-adenosine is the compound 5'-3'-protected 2'-ketoadenosine (Rosenthal, Sprinzl and Baker, Tetrahedron Lett. 4,233, 1970; see also with nucleic acid related compounds. A convenient way to synthesize 2'- and 3'-ketone nucleosides is from Hansske et al., Dep. Chem., Univ. Alberta, Edmonton, Can., Tetrahedron Lett. (1983) 24 (15), 1589-1592.) By Grigand addition of McMgI in the solvent THF synthesized, followed by the separation of the isomers. This is 2-β- (OH) protected as acetate. The 5'-3'-acetal group is removed, the 5'-position dimethoxytrityliert, the N-6 position is benzoylated and then the 3'-position phosphitylated to give 5'-O-DMT-2'-deoxy-2'-β- (O-acetyl) -2'-α-methyl-N6- benzoyladenosine-3 '- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropyl) phosphoramidite to surrender.

BEISPIEL 71EXAMPLE 71

Synthese von 5'-O-DMT-2'-α-ethinyl-N6-benzoyl-adenosin-3'- (2-cyanoethyl-N,N-diisopropyl-phosphoramiditSynthesis of 5'-O-DMT-2'-α-ethynyl-N6-benzoyl-adenosine-3'- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropyl-phosphoramidite

5'-O-DMT-2'-desoxy-2'-β-(OH)-2'-α-ethinyl-adenosin wird aus der Verbindung 5'-3'-geschütztes 2'-Ketoadenosin (Rosenthal, Sprinzl und Baker, Tetrahedron Lett. 4.233, 1970) mittels Grigand-Addition von Ethinyl-MgI im Lösemittel THF synthetisiert, gefolgt von der Trennung der Isomere. Das 2'-β-(OH) wird mittels der Robinsschen Desoxygenierungs-Arbeitsweise (Robins et al., J. Am. Chem. Soc. (1983), 105, 4.059 bis 4.065) entfernt. Die 5'-3'-Acetalgruppe wird entfernt, die 5'-Position dimethoxytrityliert, die N-6-Position wird benzoyliert und dann die 3'-Position phosphityliert, um die Titelverbindung zu ergeben.5'-O-DMT-2'-deoxy-2'-β- (OH) -2'-α-ethynyl-adenosine is the compound 5'-3'-protected 2'-ketoadenosine (Rosenthal, Sprinzl and Baker, Tetrahedron Lett. 4,233, 1970) by Grigand addition of ethynyl-MgI in the solvent THF synthesized, followed by the separation of the isomers. The 2'-β- (OH) is synthesized by Robins's Deoxygenation procedure (Robins et al., J. Am. Chem. Soc. (1983), 105, 4059-4655). The 5'-3'-acetal group is removed, the 5'-position dimethoxytritylated, the N-6 position is benzoylated and then the 3'-position phosphitylated to give the title compound.

BEISPIEL 72EXAMPLE 72

2'-O-(Guajacolyl)-5-methyluridin2'-O- (Guajacolyl) -5-methyluridine

2-Methoxyphenol (6,2 g, 50 mmol) wurde unter Rühren langsam zu einer Lösung von Boran in Tetrahydrofuran (1 M, 10 ml, 10 mmol) in einer 100-ml-Bombe gegeben. Beim Lösen des Feststoffes entwickelte sich Wasserstoffgas. O-2,2'-Anhydro-5-methyluridin (1,2 g, 5 mmol) und Natriumbicarbonat (2,5 mg) wurden zugegeben, und die Bombe wurde verschlossen, in ein Ölbad eingebracht und für 36 Stunden auf 155 °C erwärmt. Die Bombe wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und geöffnet. Die Rohlösung wurde eingeengt und der Rückstand zwischen Wasser (200 ml) und Hexanen (200 ml) verteilt. Das überschüssige Phenol wurde in Hexane extrahiert. Die wässrige Schicht wurde mit Ethylacetat (3 × 200 ml) extrahiert und die vereinigte organische Schicht einmal mit Wasser gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und eingeengt. Der Rückstand wurde mittels Silicagel-Flash-Säulenchromatographie unter Benutzung von Methanol:Methylenchlorid (1/10, V/V) als dem Elutionsmittel gereinigt. Die Fraktionen wurden aufgefangen, die Zielfraktionen wurden eingeengt und ergaben 490 mg reines Produkt als einen weißen Feststoff. Rf = 0,545 in CH2Cl2/CH3OH (10:1). MS/ES für C17H20N2O7, 364,4; gefunden 364,9.2-Methoxyphenol (6.2 g, 50 mmol) was added slowly with stirring to a solution of borane in tetrahydrofuran (1 M, 10 mL, 10 mmol) in a 100 mL bomb. Upon dissolution of the solid, hydrogen gas evolved. O-2,2'-Anhydro-5-methyluridine (1.2 g, 5 mmol) and sodium bicarbonate (2.5 mg) were added and the bomb capped, placed in an oil bath and heated to 155 ° C for 36 hours heated. The bomb was cooled to room temperature and opened. The crude solution was concentrated and the residue was partitioned between water (200 ml) and hexanes (200 ml). The excess phenol was extracted into hexanes. The aqueous layer was extracted with ethyl acetate (3 × 200 ml) and the combined organic layer was washed once with water, dried over anhydrous sodium sulfate and concentrated. The residue was purified by silica gel flash column chromatography using methanol: methylene chloride (1/10, v / v) as the eluent. The fractions were collected, the target fractions were concentrated to give 490 mg of pure product as a white solid. R f = 0.545 in CH 2 Cl 2 / CH 3 OH (10: 1). MS / ES for C 17 H 20 N 2 O 7 , 364.4; found 364.9.

BEISPIEL 73EXAMPLE 73

5'-Dimethoxytrityl-2'-O-(2-methoxyphenyl)-5-methyluridin- 3'-O-(2-cyanoethyl-N,N-diisopropylamino)phosphoramidit5'-Dimethoxytrityl-2'-O- (2-methoxyphenyl) -5-methyluridine-3'-O- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropylamino) phosphoramidite

2'-O-(Guajacolyl)-5-methyl-uridin wird mit 1,2 Äquivalent Dimethoxytritylchlorid (DMT-Cl) in Pyridin behandelt, um das 5'-O-dimethoxytritylierte Nukleosid zu erhalten. Nach dem Verdampfen des Pyridins und der Aufarbeitung (CH2Cl2/gesättigte NaHCO3-Lösung) wird die Verbindung in einer Silicagel-Säule gereinigt. Das 5'-geschützte Nukleosid wird in wasserfreiem Methylenchlorid und unter Argonatmosphäre gelöst, N,N-Diisopropylaminohydrotetrazolid (0,5 Äquivalent) und Bis-N,N-diisopropylamino-2-cyanoethylphosphoramidit (2 Äquivalente) werden mittels einer Spritze während einer 1 min zugegeben. Das Reaktionsgemisch wird bei Raumtemperatur während 16 Stunden unter Argon gerührt und dann auf eine Silica-Säule gegeben. Die Eluierung mit Hexan:Ethylacetat (25:75) ergibt die Titelverbindung.2'-O- (guaiacolyl) -5-methyl-uridine is treated with 1.2 equivalents of dimethoxytrityl chloride (DMT-Cl) in pyridine to afford the 5'-O-dimethoxytritylated nucleoside. After evaporation of the pyridine and work-up (CH 2 Cl 2 / saturated NaHCO 3 solution), the compound is purified in a silica gel column. The 5'-protected nucleoside is dissolved in anhydrous methylene chloride and under an argon atmosphere, N, N-diisopropylaminohydrotetrazolide (0.5 equivalent) and bis-N, N-diisopropylamino-2-cyanoethylphosphoramidite (2 equivalents) are added via syringe for 1 min added thereto. The reaction mixture is stirred at room temperature for 16 hours under argon and then placed on a silica column. Elution with hexane: ethyl acetate (25:75) gives the title compound.

BEISPIEL 74EXAMPLE 74

5'-Diatethoxytrityl-2'-O-(2-methoxyphenyl)-5-methyluridin-3'-O-succinct5'-Diatethoxytrityl-2'-O- (2-methoxyphenyl) -5-methyluridine-3'-O-succinct

Das 5'-geschützte Nukleosid von Beispiel 73 wird mit 2 Äquivalenten Bernsteinsäureanhydrid und 0,2 Äquivalent 4-N,N-Dimethylaminopyridin in Pyridin behandelt. Nach 2 Stunden wird das Pyridin abgedampft, der Rückstand wird in CH2Cl2 gelöst und dreimal mit 100 ml 10%iger Zitronensäurelösung gewaschen. Die organische Schicht wird über wasserfreiem MgSO4 getrocknet, um das gewünschte Succinat zu ergeben. Das Succinat wird dann unter Benutzung bewährter Arbeitsweisen an poröses Glas (CPG) angehängt (Pon, R. T., Solid phase supports for oligonucleotide synthesis, in Protocols for Oligonucleotides and Analogs, S. Agrawal (Ed.), Humana Press: Totawa, NJ, 1993, 465 bis 496).The 5'-protected nucleoside of Example 73 is treated with 2 equivalents of succinic anhydride and 0.2 equivalents of 4-N, N-dimethylaminopyridine in pyridine. After 2 hours, the pyridine is evaporated, the residue is dissolved in CH 2 Cl 2 and washed three times with 100 ml of 10% citric acid solution. The organic layer is dried over anhydrous MgSO 4 to give the desired succinate. The succinate is then attached to porous glass (CPG) using well-established procedures (Pon, RT, Solid phase supports for oligonucleotide synthesis, in Protocols for Oligonucleotides and Analogs, S. Agrawal (Ed.), Humana Press: Totawa, NJ, 1993 , 465 to 496).

BEISPIEL 75EXAMPLE 75

5'-Dimethoxytrityl-2'-O-(trans-2-methoxycyclohexyl)-5-methyluridin5'-dimethoxytrityl-2'-O- (trans-2-methoxycyclohexyl) -5-methyluridine

2'-3'-O-Dibutylstannyl-5-methyluridin (Wagner et al., J. Org. Chem., 1974, 39, 24) wird bei 70 °C in DMF mit trans-2-Methoxycyclohexyl-tosylat alkyliert. Bei dieser Reaktion wird ein 1:1-Gemisch von 2'-O- und 3'-O-(trans-2-Methoxycyclohexyl)-5-methyluridin erhalten. Nach dem Verdampfen des Lösemittels DMF wird das Rohgemisch in Pyridin gelöst und mit Dimethoxytritylchlorid (DMT-Cl) (1,5 Äquivalent) behandelt. Das entstandene Gemisch wird mittels Silicagel-Flash-Säulenchromatographie gereinigt, um die Titelverbindung zu ergeben.2'-3'-O-Dibutylstannyl-5-methyluridine (Wagner et al., J. Org. Chem., 1974, 39, 24) is prepared at 70 ° C in DMF with trans-2-methoxycyclohexyl-tosylate alkylated. In this reaction, a 1: 1 mixture of 2'-O- and 3'-O- (trans-2-methoxycyclohexyl) -5-methyluridine receive. After evaporation of the solvent DMF, the crude mixture dissolved in pyridine and treated with dimethoxytrityl chloride (DMT-Cl) (1.5 eq.). The resulting Mixture is purified by silica gel flash column chromatography to make the title connection.

BEISPIEL 76EXAMPLE 76

5'-Dimethoxytrityl-2'-O-(trans-2-methoxycyclohexyl)-5-methyluridin-3'-O-(2-cyanoethyl-N,N-diisopropylamino)phosphoramidit5'-dimethoxytrityl-2'-O- (trans-2-methoxycyclohexyl) -5-methyluridine-3'-O- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropylamino) phosphoramidite

5'-Dimethoxytrityl-2'-O-(trans-2-methoxycyclohexyl)-5-methyluridin wird gemäß der oben beschriebenen Arbeitsweise phosphityliert, um das erforderliche Phosphoramidit zu ergeben.5'-dimethoxytrityl-2'-O- (trans-2-methoxycyclohexyl) -5-methyluridine according to the above phosphitylated to the required To give phosphoramidite.

BEISPIEL 77EXAMPLE 77

5'-Dimethoxytrityl-2'-O-(trans-2-methoxycyclohexyl)-5-methyluridin-3'-O-(succinyl-amino)-CPG5'-dimethoxytrityl-2'-O- (trans-2-methoxycyclohexyl) -5-methyluridine-3'-O- (succinyl-amino) -CPG

5'-Dimethoxytrityl-2'-O-(trans-2-methoxycyclohexyl)-5-methyluridin wird succinyliert und an poröses Glas angehängt, um das an festen Träger gebundene Nukleosid zu ergeben.5'-dimethoxytrityl-2'-O- (trans-2-methoxycyclohexyl) -5-methyluridine succinylated and attached to porous glass attached, around the fixed carrier to give bound nucleoside.

BEISPIEL 78EXAMPLE 78

Trans-2-Ureido-cyclohexanolTrans-2-ureido-cyclohexanol

Trans-2-Amino-cyclohexanol (Aldrich) wird mit Triphosgen in Methylenchlorid (1/3 Äquivalent) behandelt. Zu der entstehenden Lösung wird Ammoniumhydroxid im Überschuss gegeben, um nach Aufarbeitung die Titelverbindung zu ergeben.Trans-2-amino-cyclohexanol (Aldrich) is combined with triphosgene in methylene chloride (1/3 equivalent) treated. To the resulting solution Ammonium hydroxide is in excess to give the title compound after work-up.

BEISPIEL 79EXAMPLE 79

2'-O-(trans-2-Uriedo-cyclohexyl)-5-methyluridin2'-O- (trans-2-Uriedo-cyclohexyl) -5-methyluridine

Trans-2-Uriedo-cyclohexanol (50 mmol) wird unter Rühren zu einer Lösung von Boran in Tetrahydrofuran (1 M, 10 ml, 10 mmol) in einer 10-ml-Bombe gegeben. Beim Lösen des Reaktanden entwickelt sich Wasserstoffgas. Der Bombe werden 02,2'-Anhydro-5-methyluridin (5 mmol) und Natriumbicarbonat (2,5 mg) zugegeben, und sie wird verschlossen. Dann wird sie für 72 h auf 140 °C erwärmt. Die Bombe wird auf Raumtemperatur abgekühlt und geöffnet. Das Rohmaterial wurde wie oben veranschaulicht aufgearbeitet, gefolgt vom Reinigen mittels Silicagel-Flash-Säulenchromatographie, um die Titelverbindung zu ergeben.Trans-2-Uriedo-cyclohexanol (50 mmol) is stirred to a solution of borane in tetrahydrofuran (1 M, 10 mL, 10 mmol) in a 10 mL bomb given. When loosening the reactant evolves hydrogen gas. The bomb will be 02,2'-Anhydro-5-methyluridine (5 mmol) and sodium bicarbonate (2.5 mg) are added and they are locked. Then she will for 72 h at 140 ° C heated. The bomb is cooled to room temperature and opened. The raw material became worked up as illustrated above, followed by cleaning by means of Silica gel flash column chromatography to make the title connection.

BEISPIEL 80EXAMPLE 80

5'-O-(Dimethoxytrityl)-2'-O-(trans-2-uriedo-cyclohexyl)-3'-O-(2-cyanoethyl-N,N,-diisopropyl)uridin-phosphoramidit5'-O- (dimethoxytrityl) -2'-O- (trans-2-uriedo-cyclohexyl) -3'-O- (2-cyanoethyl-N, N, -diisopropyl) uridine phosphoramidite

2'-O-(trans-2-Uriedo-cyclohexyl)-5-methyluridin wird den Arbeitsweisen folgend, die in Beispiel 2 veranschaulicht sind, an dem 5'-OH trityliert und an dem 3'-OH phosphityliert, um die Titelverbindung zu ergeben.2'-O- (trans-2-Uriedo-cyclohexyl) -5-methyluridine follows the procedures outlined in Example 2 are at the 5'-OH tritylated and at the 3'-OH phosphitylated to give the title compound.

BEISPIEL 81EXAMPLE 81

5'-O-Dimethoxytrityl-2'-O-(trans-2-uriedo-cyclohexyl)-5-methyl-3'-O-(succinyl)-amino-CPG-Uridin5'-O-dimethoxytrityl-2'-O- (trans-2-uriedo-cyclohexyl) -5-methyl-3'-O- (succinyl) -amino CPG uridine

5'-O-Dimethoxytrityl-2'-O-(trans-2-uriedo-cyclohexyl)-5- methyluridin wird succinyliert und wie oben veranschaulicht an CPG angehängt.5'-O-dimethoxytrityl-2'-O- (trans-2-uriedo-cyclohexyl) -5-methyluridine succinylated and attached to CPG as illustrated above.

BEISPIEL 82EXAMPLE 82

2'-O-(trans-2-Methoxy-cyclohexyl)adenosin2'-O- (trans-2-methoxy-cyclohexyl) adenosine

Trans-2-Methoxycyclopentanol, trans-2-Methoxy-cylcohexanol, trans-2-Methoxy-cyclopentyltosylat und trans-2-Methoxycyclohexyltosylat werden gemäß den angegebenen Arbeitsweisen hergestellt (Roberts, D. D., Hendrickson, W., J. Org. Chem., 1967, 34, 2.415 bis 2.417; J. Org. Chem., 1997, 62, 1.857 bis 1.859). Eine Lösung von Adenosin (42,74 g, 0,16 mol) in trockenem Dimethylformamid (800 ml) bei 5 °C wird mit Natriumhydrid (8,24 g, 60 % in Öl, dreimal mit Hexanen vorgewaschen, 0,21 mol) behandelt. Nach 30-minütigem Rühren wird trans-2-Methoxycyclohexyltosylat (0,16 mol) während 20 Minuten bei 5 °C zugegeben. Das Reaktionsgemisch wird bei Raumtemperatur 48 lang gerührt und dann durch Celite filtriert. Das Filtrat wird unter vermindertem Druck eingeengt, gefolgt von Co-Verdampfung mit Toluol (2 × 100 ml), um die Titelverbindung zu ergeben.Trans-2-methoxycyclopentanol, trans-2-methoxy-cyclohexanol, trans-2-methoxy-cyclopentyl tosylate and trans-2-methoxycyclohexyl tosylate are prepared according to the procedures given (Roberts, D.D., Hendrickson, W., J. Org. Chem., 1967, 34, 2.415 to 2.417; J. Org. Chem., 1997, 62, 1.857 to 1.859). A solution of adenosine (42.74 g, 0.16 mol) in dry dimethylformamide (800 ml) at 5 ° C is prewashed with sodium hydride (8.24 g, 60% in oil, three times with hexanes, 0.21 mol). After stirring for 30 minutes trans-2-methoxycyclohexyl tosylate (0.16 mol) was added over 20 minutes at 5 ° C. The reaction mixture is stirred at room temperature for 48 h and then filtered through Celite. The filtrate is concentrated under reduced pressure Concentrated by evaporation, followed by coevaporation with toluene (2 × 100 ml), to make the title connection.

BEISPIEL 83EXAMPLE 83

N6-Benzoyl-2'-O-(trans-2-methoxycyclohexyl)adenosinN 6 -benzoyl-2'-O- (trans-2-methoxycyclohexyl) adenosine

Eine Lösung von 2'-O-(trans-2-Methoxy-cyclohexyl)adenosin (0,056 mol) in Pyridin (100 ml) wird unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wird in Pyridin (560 ml) wieder gelöst und in einem Eiswasserbad abgekühlt. Trimethylsilylchlorid (36,4 ml, 0,291 mol) wird zugegeben und das Reaktionsgemisch 30 Minuten lang bei 5 °C gerührt. Benzoylchlorid (33,6 ml, 0,291 mol) wird zugegeben und das Reaktionsgemisch sich für 2 Stunden auf 25 °C erwärmen lassen und dann auf 5 °C abgekühlt. Das Reaktionsgemisch wird mit kaltem Wasser (112 ml) und nach 15-minütigem Rühren mit konzentriertem Ammoniumhydroxid (112 ml) verdünnt. Nach 30 min wird das Reaktionsgemisch unter vermindertem Druck (unterhalb von 30 °C) eingeengt, gefolgt von Co-Verdampfung mit Toluol (2 × 100 ml). Der Rückstand wird in Ethylacetat-Methanol (400 ml, 9:1) gelöst, und die unerwünschten Silyl-Nebenprodukte werden mittels Filtration entfernt. Das Filtrat wird unter vermindertem Druck eingeengt und mittels Silicagel-Flash-Säulenchromatographie (800 g, Chloroform/Methanol 9:1) gereinigt. Ausgewählte Fraktionen werden zusammengegeben, unter vermindertem Druck eingeengt und bei 25 °C/0,2 mm Hg während 2 h getrocknet, um die Titelverbindung zu ergeben.A solution of 2'-O- (trans-2-methoxy-cyclohexyl) adenosine (0.056 mol) in pyridine (100 ml) is added under reduced pressure Dry evaporated. The residue is redissolved in pyridine (560 ml) and in an ice-water bath cooled. Trimethylsilyl chloride (36.4 ml, 0.291 mol) is added and the Reaction mixture stirred at 5 ° C for 30 minutes. Benzoyl chloride (33.6 ml, 0.291 mol) is added and the reaction mixture is allowed to stand for 2 hours at 25 ° C heat leave and then to 5 ° C cooled. The reaction mixture is washed with cold water (112 ml) and after stirring for 15 minutes concentrated ammonium hydroxide (112 ml). After 30 minutes, the reaction mixture concentrated under reduced pressure (below 30 ° C), followed by co-evaporation with toluene (2 × 100 ml). The residue is dissolved in ethyl acetate-methanol (400 ml, 9: 1) and the undesirable Silyl by-products are removed by filtration. The filtrate is concentrated under reduced pressure and purified by silica gel flash column chromatography (800 g, Chloroform / methanol 9: 1). Selected fractions are merged concentrated under reduced pressure and at 25 ° C / 0.2 mm Hg for 2 dried to give the title compound.

BEISPIEL 84EXAMPLE 84

N6-Benzoyl-5'-O-(dimethoxytrityl)-2'-O-(trans-2-methoxycyclohexyl)adenosinN 6 -Benzoyl-5'-O- (dimethoxytrityl) -2'-O- (trans-2-methoxycyclohexyl) adenosine

Eine Lösung von N6-Benzoyl-2'-O-(trans-2-methoxycyclohexyl)adenosin (0,285 mol) in Pyridin (100 ml) wird unter vermindertem Druck zu einem Öl eingedampft. Der Rückstand wird in trockenem Pyridin (300 ml) wieder gelöst und 4,4'-Dimethoxy-triphenylmethylchlorid (DMT-Cl, 10,9 g, 95 %, 0,31 mol) zugegeben. Das Gemisch wird 16 h lang bei 25 °C gerührt und dann auf eine Lösung von Natriumbicarbonat (20 g) in Eiswasser (500 ml) gegossen. Das Produkt wird mit Ethylacetat (2 × 150 ml) extrahiert. Die organische Schicht wird mit Sole (50 ml) gewaschen, über Natriumsulfat (pulverisiert) getrocknet und unter vermindertem Druck (unterhalb von 40 °C) eingedampft. Der Rückstand wird auf Silicagel (400 g, Ethylacetat-Hexan 1:1) chromatographiert. Ausgewählte Fraktionen wurden zusammengegeben, unter vermindertem Druck eingeengt und bei 25 °C/0,2 mm Hg getrocknet, um die Titelverbindung zu ergeben.A solution of N 6 -benzoyl-2'-O- (trans-2-methoxycyclohexyl) adenosine (0.285 mol) in pyridine (100 ml) is evaporated under reduced pressure to an oil. The residue is redissolved in dry pyridine (300 ml) and 4,4'-dimethoxy-triphenylmethyl chloride (DMT-Cl, 10.9 g, 95%, 0.31 mol) added. The mixture is stirred for 16 h at 25 ° C and then poured onto a solution of sodium bicarbonate (20 g) in ice-water (500 ml). The product is extracted with ethyl acetate (2 x 150 ml). The organic layer is washed with brine (50 ml), dried over sodium sulfate (powdered) and evaporated under reduced pressure (below 40 ° C). The residue is chromatographed on silica gel (400 g, ethyl acetate-hexane 1: 1). Selected fractions were combined, concentrated under reduced pressure and dried at 25 ° C / 0.2 mm Hg to give the title compound.

BEISPIEL 85EXAMPLE 85

[N6-Benzoyl-5'-O-(4,4'-dimethoxytrityl)-2'-O-(trans-2-methoxycyclohexyl)adenosin-3'-O-yl]-N,N-diisopropylaminocyanoethoxyphosphoramidit[N 6 -benzoyl-5'-O- (4,4'-dimethoxytrityl) -2'-O- (trans-2-methoxycyclohexyl) adenosine-3'-O-yl] -N, N-diisopropylaminocyanoethoxyphosphoramidite

Die Phosphitylierung von N6-Benzoyl-5'-O-(dimethoxytrityl)-2'-O-(trans-2-methoxycyclohexyl)adenosin wurde wie oben veranschaulicht durchgeführt, um die Titelverbindung zu ergeben.Phosphitylation of N 6 -benzoyl-5'-O- (dimethoxytrityl) -2'-O- (trans-2-methoxycyclohexyl) adenosine was performed as illustrated above to give the title compound.

BEISPIEL 86EXAMPLE 86

Allgemeine Arbeitsweisen zur, Synthese chimärer C3'-endo- und C2'-endo-modifizierter OligonukleotideGeneral ways of working for, synthesis of chimeric C3'-endo and C2'-endo-modified oligonucleotides

Oligonukleotide werden in einem Nukleinsäuresynthesesystem PerSeptive Biosystems Expedite 8901 synthetisiert. Für jedes Oligonukleotid werden mehrere 1-mmol-Synthesen durchgeführt. Der 3'-Ende-Nukleosid-haltige feste Träger wird in die Säule eingebracht. Tritylgruppen werden mit Trichloressigsäure entfernt (975 ml während einer Minute), gefolgt von einer Acetonitril-Wäsche. Das Oligonukleotid wird unter Benutzung einer modifizierten Diester-(P=O)- oder Thioat-(P=S)-Vorschrift aufgebaut.oligonucleotides be in a nucleic acid synthesis system PerSeptive Biosystems Expedite 8901 synthesized. For each Oligonucleotide are carried out several 1 mmol syntheses. Of the 3'-end nucleoside containing solid carriers gets into the column brought in. Trityl groups are removed with trichloroacetic acid (975 ml while one minute) followed by an acetonitrile wash. The oligonucleotide is using a modified diester (P = O) or thioate (P = S) rule built up.

Phosphodiester-VorschriftPhosphodiester provision

Alle Standard-Amidite (0,1 M) werden während eines 1,5-minütigen Zeitrahmens gekoppelt und ergeben 105 μl Material. Alle neuen Amidite werden in trockenem Acetonitril (100 mg Amidit/1 ml Acetonitril) gelöst, um etwa 0,08 bis 0,1 M Lösungen zu ergeben. Die 2'-modifizierten Amidite (sowohl Ribo- als auch Arabino-Monomere) werden unter Benutzung von 210 μl während insgesamt 5 Minuten doppelt gekoppelt. Die gesamte Kopplungsdauer beträgt etwa 5 Minuten (210 ml zugeführtes Amidit). 1-H-Tetrazol in Acetonitril wird als das Aktivierungsagens benutzt. Überschüssiges Amidit wird mit Acetonitril weggewaschen. (1S)-(+)-(10-Camphersulfonyl)oxaziridin (CSO, 1,0 g CSO/8,72 ml trockenes Acetonitril) wird zum Oxidieren benutzt (3-minütiger Wartschritt), was etwa 375 μl Oxidationsmittel zuführt. Standard-Amidite werden über einen Zeitraum von 3 Minuten zugeführt (210 μl).All Standard amidites (0.1 M) will be used during a 1.5-minute timeframe coupled and give 105 ul Material. All new amidites are dissolved in dry acetonitrile (100 mg amidite / 1 ml acetonitrile) about 0.08 to 0.1 M solutions to surrender. The 2'-modified amidites (both ribo and arabino monomers) are made using 210 μl while doubly coupled for a total of 5 minutes. The total coupling time is about 5 minutes (210 ml Amidite). 1-H-tetrazole in acetonitrile is used as the activating agent used. Excess amidite is washed away with acetonitrile. (1S) - (+) - (10-camphorsulfonyl) oxaziridine (CSO, 1.0 g CSO / 8.72 ml dry acetonitrile) is used for oxidation (3-minute wait step), which is about 375 μl Oxidizing agent supplies. Standard amidites are over a period of 3 minutes (210 μl).

Phosphorothioat-VorschriftPhosphorothioate provision

Das 2'-modifizierte Amidit wird unter Benutzung von 210 μl während insgesamt 5 Minuten doppelt gekoppelt. Die Menge an Oxidationsmittel, 3H-1,2-Benzodithiol-3-on-1,1-dioxid (Beaucage-Reagens, 3,4 g Beaucage-Reagens/200 ml Acetonitril) beträgt 225 μl (einminütiger Warteschritt). Das nichtumgesetzte Nukleosid wird mit einem 50:50-Gemisch aus Tetrahydrofuran/Essigsäureanhydrid und Tetrahydrofuran/Pyridin/1-Methylimidazol verkappt. Die Tritylausbeuten wurden während der Dauer der Synthese mittels des Tritylmonitors überwacht. Die abschließende DMT-Gruppe wurde intakt belassen. Nach der Synthese wird der Inhalt der Synthesepatrone (1 mmol) in ein Pyrex-Fläschchen überführt und das Oligonukleotid unter Benutzung von 30%igem Ammoniumhydroxid (NH4OH, 5 ml) während etwa 16 Stunden bei 55 °C von dem porösen Glas (CPG) abgespalten.The 2'-modified amidite is double coupled using 210 μl for a total of 5 minutes. The amount of oxidizer, 3H-1,2-benzodithiol-3-one-1,1-dioxide (Beaucage reagent, 3.4 g Beaucage reagent / 200 ml acetonitrile) is 225 μl (one minute wait step). The unreacted nucleoside is capped with a 50:50 mixture of tetrahydrofuran / acetic anhydride and tetrahydrofuran / pyridine / 1-methylimidazole. The trityl yields were monitored by the trityl monitor for the duration of the synthesis. The final DMT group was left intact. After synthesis, the contents of the synthesis cartridge (1 mmole) are transferred to a Pyrex vial and the oligonucleotide eluted using the 30% ammonium hydroxide (NH 4 OH, 5 mL) for about 16 hours at 55 ° C from the porous glass (CPG ) cleaved.

Oligonukleotid-ReinigungOligonucleotide Purification

Nach dem Entschützungsschritt werden die Proben unter Benutzung von 0,45-μm-Nylon-Acrodisc-Spritzenfiltern von Gelman vom CPG abfiltriert. Überschüssiges NH4OH wird in einem Savant AS160 Automatic Speedvac abgedampft. Die Rohausbeute wird in einem Diodenarray-Spektrophotometer 8452A von Hewlett Packard bei 260 nm gemessen. Die Rohproben werden dann in einem Elektrospray-Massenspektrometer von Hewlett Packard massenspektrometrisch (MS) analysiert. Trityl-On-Oligonukleotide werden mittels präparativer Umkehrphasen-Hochleistungsflüssigkeitschromatograpie (HPLC) gereinigt. Die HPLC-Bedingungen sind wie folgt: Waters 600E mit Detektor 991; Säule Waters Delta Pak C4 (7,8 × 300 mm); Lösemittel A: 50 mM Triethylammoniumacetat (TEA-Ac), pH 7,0; Lösemittel B: 100 % Acetonitril; Durchflussgeschwindigkeit 2,5 ml/min; Gradient: 5 % B während der ersten fünf Minuten mit linearem Anstieg von B auf 60 % während der nächsten 55 Minuten. Fraktionen, die das gewünschte Produkt/e (Retentionszeit = 41 Minuten für DMT-ON-16314; Retentionszeit = 42,5 Minuten für DMT-ON-16315) enthalten, werden aufgefangen, und das Lösemittel wird in dem SpeedVac weggetrocknet. Die Oligonukleotide werden während etwa 60 Minuten in 80%iger Essigsäure detrityliert und wieder lyophilisiert. Freies Trityl und überschüssiges Salz werden entfernt, indem die detritylierten Oligonukleotide durch Sephadex G-25 (Größenausschlusschromatographie) gegeben und geeignete Proben mittels eines Pharmacia-Fraktionensammlers aufgefangen werden. Das Lösemittel wird wiederum in einem Speedvac abgedampft. Die gereinigten Oligonukleotide werden dann mittels CGE, HPLC (Durchflussgeschwindigkeit 1,5 ml/min; Säule Waters Delta Pak C4, 3,9 × 300 mm) und MS auf Reinheit analysiert. Die Endausbeute wird mittels eines Spektrophotometers bei 260 nm bestimmt.After the deprotection step, samples are filtered off the CPG using Gelman 0.45 μm nylon acrodisc syringe filters. Excess NH 4 OH is evaporated in a Savant AS160 Automatic Speedvac. Crude yield is measured in a Hewlett Packard diode array spectrophotometer 8452A at 260 nm. The raw samples are then analyzed in a Hewlett Packard mass spectrometric electrospray mass spectrometer (MS). Trityl on oligonucleotides are purified by preparative reverse phase high performance liquid chromatography (HPLC). The HPLC conditions are as follows: Waters 600E with detector 991; Column Waters Delta Pak C4 (7.8 × 300 mm); Solvent A: 50 mM triethylammonium acetate (TEA-Ac), pH 7.0; Solvent B: 100% acetonitrile; Flow rate 2.5 ml / min; Gradient: 5% B during the first five minutes, with a linear increase from B to 60% during the next 55 minutes. Fractions containing the desired product / s (retention time = 41 minutes for DMT-ON-16314, retention time = 42.5 minutes for DMT-ON-16315) are collected and the solvent is dried away in the SpeedVac. The oligonucleotides are detritylated in 80% acetic acid for about 60 minutes and lyophilized again. Free trityl and excess salt are removed by placing the detritylated oligonucleotides through Sephadex G-25 (size exclusion chromatography) and collecting appropriate samples using a Pharmacia fraction collector. The solvent is again evaporated in a Speedvac. The purified oligonucleotides are then purified by CGE, HPLC (Flow rate 1.5 ml / min, column Waters Delta Pak C4, 3.9 x 300 mm) and MS analyzed for purity. The final yield is determined by means of a spectrophotometer at 260 nm.

BEISPIEL 87EXAMPLE 87

Schnelle Amplifikation von 5'-cDNA-Ende (5'-RACE) und 3'-cDNA-Ende (3'-RACE)Fast amplification of 5 'cDNA end (5'-RACE) and 3'-cDNA end (3'-RACE)

Eine Internetsuche in der XREF-Datenbank im National Center of Biotechnology Information (NCBI) ergab ein menschliches exprimiertes sequenziertes Tag von 361 Basenpaaren (bp) (EST, GenBank-Zugangs-Nr. H28861), das zu Hefe-RNase-H-(RNH1)-Protein sequenziertem Tag (EST, GenBank-Zugangs-Nr. Q04740) und seinem Huhn-Homologen (Zugangs-Nr. D26340) homolog war. Drei Sätze von Oligonukleotid-Primern, welche die menschliche RNase-H-EST-Sequenz codieren, wurden synthetisiert. Die Sense-Primer waren ACGCTGGCCGGGAGTCGAAATGCTTC (H1: SEQ ID NO: 6), CTGTTCCTGGCCCACAGAGTCGCCTTGG (H3: SEQ ID NO: 7) und GGTCTTTCTGACCTGGAATGRGTGCAGAG (H5: SEQ ID NO: 8). Die Antisense-Primer waren CTTGCCTGGTTTCGCCCTCCGATTCTTGT (H2: SEQ ID NO: 9), TTGATTTTCATGCCCTTCTGAAACTTCCG (H4; SEQ ID NO: 10) und CCTCATCCTCTATGGCAAACTTCTTAAATCTGGC (H6; SEQ ID NO: 11). Die menschlichen RNase-H-3'- und 5'-cDNAs, die von der EST-Sequenz abgeleitet sind, wurden mittels Polymerasekettenreaktion (PCR) amplifiziert, unter Benutzung von menschlicher Leber- oder Leukämie-Zelllinie (lymphoblastischer, Molt-4) Marathon-Ready-cDNA als Matrizen, H1 oder H3/AP1 sowie H4 oder H6/AP2 als Primer (Clontech, Palo Alto, CA). Die Fragmente wurden der Agarosegel-Elektrophorese unterzogen und auf Nitrocellulosemembran (Bio-Rad, Hercules CA) überführt zur Bestätigung mittels Southern-Blot unter Benutzung 32P-markierter H2- und H1-Sonden (für 3'- bzw. 5'-RACE-Produkte) gemäß Arbeitsweisen, die von Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology, Wiley and Sons, New York, NY, 1988 beschrieben sind. Die bestätigten Fragmente wurden aus dem Agarosegel exzisiert und mittels Gelextraktion (Qiagen, Deutschland) gereinigt, dann in Zero-Blunt-Vektor subkloniert (Invitrogen, Carlsbad, CA) und DNA-sequenziert.An Internet search in the XREF database at the National Center for Biotechnology Information (NCBI) revealed a 361 base pair (bp) human expressed sequenced tag (bp) (EST, GenBank Accession No. H28861), which was transformed into yeast RNase H (RNH1 Protein Sequenced Tag (EST, GenBank Accession No. Q04740) and its chicken homolog (Accession No. D26340). Three sets of oligonucleotide primers encoding the human RNase H EST sequence were synthesized. The sense primers were ACGCTGGCCGGGAGTCGAAATGCTTC (H1: SEQ ID NO: 6), CTGTTCCTGGCCCACAGAGTCGCCTTGG (H3: SEQ ID NO: 7), and GGTCTTTCTGACCTGGAATGRGTGCAGAG (H5: SEQ ID NO: 8). The antisense primers were CTTGCCTGGTTTCGCCCTCCGATTCTTGT (H2: SEQ ID NO: 9), TTGATTTTCATGCCCTTCTGAAACTTCCG (H4; SEQ ID NO: 10), and CCTCATCCTCTATGGCAAACTTCTTAAATCTGGC (H6; SEQ ID NO: 11). The human RNase H 3 'and 5' cDNAs derived from the EST sequence were amplified by polymerase chain reaction (PCR) using human liver or leukemia cell line (lymphoblastic, Molt-4) marathon -Ready cDNA as templates, H1 or H3 / AP1 and H4 or H6 / AP2 as a primer (Clontech, Palo Alto, CA). The fragments were subjected to agarose gel electrophoresis and transferred to nitrocellulose membrane (Bio-Rad, Hercules CA) for confirmation by Southern blot using 32 P-labeled H2 and H1 probes (for 3 'and 5' RACE respectively). Products) according to procedures described by Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology, Wiley and Sons, New York, NY, 1988. The confirmed fragments were excised from the agarose gel and purified by gel extraction (Qiagen, Germany), then subcloned into Zero Blunt vector (Invitrogen, Carlsbad, CA) and DNA sequenced.

BEISPIEL 88EXAMPLE 88

Durchsuchen der cDNA-Bibliothek, DNA-Sequenzierung und SequenzanalyseSearching the cDNA library, DNA sequencing and sequence analysis

Eine Lambda-Phagen-Uni-ZAP-Bibliothek der menschlichen Leber-cDNA (Stratagene, La Jolla, CA) wurde unter Benutzung der RACE-Produkte als spezifische Sonden durchsucht. Die positiven cDNA-Klone wurden in das pBluescript-Phagemid (Stragene, La Jolla, CA) von Lambda-Phage exzisiert und der DNA-Sequenzierung mit einer automatischen DNA-Sequenziervorrichtung (Applied Biosystems, Foster City, CA) von Retrogen Inc. (San Diego, CA) unterworfen. Die überlappenden Sequenzen wurden mittels der Assembler-Programme von MacDNASIS v3.0 (Hitachi Software Engineering America, South San Francisco, CA) ausgerichtet und kombiniert. Die Proteinstruktur- und Untersequenzanalyse wurden mittels des Programms von MacVector 6.0 (Oxford Molecular Group Inc., Campbell, CA) durchgeführt. Eine Homologiesuche wurde per Internet-E-Mail in der NCBI-Datenbank durchgeführt.A Lambda phage Uni ZAP library of human liver cDNA (Stratagene, La Jolla, CA) was identified as being specific using the RACE products Probes searched. The positive cDNA clones were inserted into the pBluescript phagemid (Stragene, La Jolla, CA) of lambda phage and DNA sequencing with an automatic DNA sequencer (Applied Biosystems, Foster City, Calif.) By Retrogen Inc. (San Diego, CA). The overlapping Sequences were constructed using the assembler programs of MacDNASIS v3.0 (Hitachi Software Engineering America, South San Francisco, CA) and combined. The protein structure and subsequence analysis were using the program of MacVector 6.0 (Oxford Molecular Group Inc., Campbell, CA). A homology search was carried out via internet e-mail in the NCBI database.

BEISPIEL 89EXAMPLE 89

Northern-Blot- und Southern-Blot-AnalyseNorthern blot and Southern blot analysis

Die gesamte RNA von verschiedenen menschlichen Zelllinien (ATCC, Rockville, MD) wurde gemäß Arbeitsweisen, die von Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology, Wiley and Sons, New York, NY, 1988 beschrieben sind, präpariert und der Formaldehyd-Agarosegel-Elektrophorese unterworfen und auf Nitrocellulose-Membranen (Bio-Rad, Hercules, CA) überführt. Northern-Blot-Hybridisierung wurde in QuickHyb-Puffer (Stratagene, La Jolla, CA) mit 32P-markierter Sonde von RNase-H-cDNA-Klon voller Länge oder Primer-H1/H2-PCR-erzeugtem, N-terminalem 322-Basen-RNase-H-cDNA-Fragment bei 68 °C während 2 Stunden durchgeführt. Die Membranen wurden zweimal mit 0,1 % SSC/0,1 % SDS 30 Minuten lang gewaschen und der Autoradiographie unterworfen. Die Southern-Blot-Analyse wurde in 1×-Prä-Hybridisierung/Hybridisierungs-Puffer (BRL, Gaithersburg, MD) mit einem 32P-markierten C-terminalen Restriktionsenzym-PstI/PvuII-Fragment mit 430 bp oder einer 1,7-kb-cDNA-Sonde voller Länge bei 60 °C während 18 Stunden durchgeführt. Die Membranen wurden zweimal mit 0,1 SSC/0,1 % SDS 30 Minuten lang bei 60 °C gewaschen und der Autoradiographie unterworfen.Total RNA from various human cell lines (ATCC, Rockville, MD) was prepared according to procedures described by Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology, Wiley and Sons, New York, NY, 1988, and the formaldehyde agarose gel Electrophoresis and transferred to nitrocellulose membranes (Bio-Rad, Hercules, CA). Northern blot hybridization was in QuickHyb buffer (Stratagene, La Jolla, CA) with 32 P-labeled probe from RNase H cDNA full length clone or primer H1 / H2 PCR-generated, N-terminal 322- Base RNase H cDNA fragment was performed at 68 ° C for 2 hours. The membranes were washed twice with 0.1% SSC / 0.1% SDS for 30 minutes and subjected to autoradiography. Southern blot analysis was performed in 1X pra-hybridization / hybridization buffer (BRL, Gaithersburg, MD) with a 32 P-labeled C-terminal restriction enzyme PstI / PvuII fragment of 430 bp or a 1.7- Full-length kb cDNA probe was performed at 60 ° C for 18 hours. The membranes were washed twice with 0.1 SSC / 0.1% SDS for 30 minutes at 60 ° C and subjected to autoradiography.

BEISPIEL 90EXAMPLE 90

Expression und Reinigung des klonierten RNase-Proteinsexpression and purification of the cloned RNase protein

Das cDNA-Fragment, das die volle RNase-H-Proteinsequenz codiert, wurde mittels PCR amplifiziert, wobei 2 Primer benutzt wurden, von denen einer Restriktionsenzym-NdeI-Stellenadapter und sechs Histidin-(His-Tag)-Codons und N-terminale 22-bp-Proteincodiersequenz enthält. Das Fragment wurde in Expressionsvektor pET17b (Novagen, Madison, WI) kloniert und mittels DNA-Sequenzierung bestätigt. Das Plasmid wurde in E. coli BL21(DE3) (Novagen, Madison, WI) transfektiert. Die Bakterien wurden in M9ZB-Medium bei 32 °C gezüchtet und geerntet, wenn die OD600 der Kultur 0,8 erreichte, gemäß Arbeitsweisen, die von Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology, Wiley and Sons, New York, NY, 1988 beschrieben sind. Zellen wurden in 8 M Harnstofflösung lysiert, und rekombinantes Protein wurde mit Ni-NTA-Agarose (Qiagen, Deutschland) teilweise gereinigt. Die weitere Reinigung wurde mittels C4-Umkehrphasen-Chromatographie (Beckman, System Gold, Fullerton, CA) mit 0,1 % TFA/Wasser und 0,1 TFA/Acetonitril mit einem Gradienten von 0 % bis 80 % in 40 Minuten, wie beschrieben von Deutscher, M. P., Guide to Protein Purification, Methods in Enzymology 182, Academic Press, New York, NY, 1990, durchgeführt. Die rekombinanten Proteine und Kontrollproben wurden gesammelt, lyophilisiert und 12-%-SDS-PAGE unterworfen, wie von Ausubel et al (1988) Current Protocols in Molecular Biology, Wiley and Sons, New York, NY beschrieben. Das gereinigte Protein und die Kontrollproben wurden in 6 M Harnstofflösung wieder suspendiert, die 20 mM Tris-HCl, pH 7,4, 400 mM NaCl, 20 Glycerin, 0,2 mM PMSF, 5 mM DTT, 10 μg/ml Aprotinin und Leupeptin enthielt, und mittels Dialyse mit abnehmender Harnstoffkonzentration von 6 M auf 0,5 M sowie DTT-Konzentration von 5 mM auf 0,5 mM rückgefaltet, wie von Deutscher, M. P., Guide to Protein Purification, Methods in Enzymology 182, Academic Press, New York, NY, 1990, beschrieben. Die rückgefalteten Proteine wurden mittels Centricon (Amicon, Danvers, MA) konzentriert (10-fach) und dem RNase-H-Aktivitätsassay unterworfen.The cDNA fragment encoding the full RNase H protein sequence was amplified by PCR using 2 primers, one of which was a restriction enzyme NdeI site adapter and six histidine (His-tag) codons and N-terminal 22 contains -bp protein coding sequence. The fragment was cloned into expression vector pET17b (Novagen, Madison, WI) and confirmed by DNA sequencing. The plasmid was transfected into E. coli BL21 (DE3) (Novagen, Madison, WI). The bacteria were grown in M9ZB medium at 32 ° C and harvested when the OD 600 of the culture reached 0.8 according to procedures described by Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology, Wiley and Sons, New York, NY , 1988. Cells were lysed in 8 M urea solution, and recombinant protein was partially purified with Ni-NTA agarose (Qiagen, Germany). Further purification was by C4 reverse phase chromatography (Beckman, System Gold, Fullerton, CA) with 0.1% TFA / water and 0.1 TFA / acetonitrile with a gradient from 0% to 80% in 40 minutes as described by Deutscher, MP, Guide to Protein Purification, Methods in Enzymology 182, Academic Press, New York, NY, 1990. The recombinant proteins and control samples were collected, lyophilized and subjected to 12% SDS-PAGE as described by Ausubel et al. (1988) Current Protocols in Molecular Biology, Wiley and Sons, New York, NY. The purified protein and control samples were resuspended in 6M urea solution containing 20mM Tris-HCl, pH 7.4, 400mM NaCl, 20% glycerol, 0.2mM PMSF, 5mM DTT, 10μg / ml aprotinin and leupeptin refolded by dialysis with decreasing urea concentration of 6 M to 0.5 M and DTT concentration of 5 mM to 0.5 mM as described by Deutscher, MP, Guide to Protein Purification, Methods in Enzymology 182, Academic Press, New York, NY, 1990. The refolded proteins were concentrated (10X) using Centricon (Amicon, Danvers, MA) and subjected to the RNase H activity assay.

BEISPIEL 91EXAMPLE 91

RNase-H-AktivitätsassayRNase H activity assay

32P-Ende-markierte 17-mer-RNA, GGGCGCCGTCGGTGTGG (SEQ ID NO: 12), beschrieben von Lima, W. F. und Crooke, S. T., Biochemistry, 1997, 36, 390 bis 398, wurde gelgereinigt, wie beschrieben von Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology, Wiley and Sons, New York; NY, 1988, und an sein komplementäres 17-mer-Oligodesoxynukleotid in einem zehnfachen Überschuss oder ein 5-Basen-DNA-Gapmer, d.h. einem 17-meren Oligonukleotid, das einen Zentralteil von 5 Desoxynukleotiden (die „Lücke") aufweist, der auf beiden Seiten von 6 2'-Methoxynukleotiden flankiert ist, angelagert. Die Anlagerung wurde in 10 mM Tris-HCl, pH 8,0, 10 mM MgCl2, 50 mM KCl und 0,1 mM DTT durchgeführt, um eines von drei verschiedenen Substraten zu bilden: (a) einsträngige (ss) RNA-Sonde, (b) vollständiger RNA/DNA-Duplex und (c) RNA/DNA-Gapmer-Duplex. Jedes dieser Substrate wurde mit Proteinproben bei 37 °C während 5 Minuten bis 2 Stunden unter denselben Bedingungen inkubiert, die bei dem Ringbildungsvorgang benutzt wurden, und die Reaktionen wurden durch Zugeben von EDTA beendet, gemäß den Arbeitsweisen, die von Lima, W. F. und Crooke, S. T., Biochemistry, 1997, 36, 390 bis 398 beschrieben sind. 32 P-end labeled 17-mer RNA, GGGCGCCGTCGGTGTGG (SEQ ID NO: 12), described by Lima, WF and Crooke, ST, Biochemistry, 1997, 36, 390-398, was gel purified as described by Ausubel et al ., Current Protocols in Molecular Biology, Wiley and Sons, New York; NY, 1988, and to its complementary 17-mer oligodeoxynucleotide in a ten-fold excess or a 5-base DNA gapmer, ie, a 17-mer oligonucleotide having a central portion of 5 deoxynucleotides (the "gap") Attachment was performed in 10mM Tris-HCl, pH 8.0, 10mM MgCl 2 , 50mM KCl and 0.1mM DTT to one of three different substrates (a) single-stranded (ss) RNA probe, (b) complete RNA / DNA duplex and (c) RNA / DNA gapmer duplex Each of these substrates was incubated with protein samples at 37 ° C for 5 minutes to 2 Hours were incubated under the same conditions used in the ring-forming operation and the reactions were terminated by adding EDTA according to the procedures described by Lima, WF and Crooke, ST, Biochemistry, 1997, 36, 390-398.

Die Reaktionsgemische wurden mittels TCA-Zentrifugierens abgeschieden, und der Überstand wurde mittels Flüssigkeitsszintillationszählung (Beckman LS6000IC, Fullerton, CA) gemessen. Ein Aliquot des Reaktionsgemisches wurde auch denaturierender (8 M Harnstoff) Acrylamidgel-Elektrophorese gemäß Arbeitsweisen unterzogen, die von Lima, W. F. und Crooke, S. T., Biochemistry, 1997, 36, 390 bis 398 und Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology, Wiley and Sons, New York, NY, 1988 beschrieben sind.The Reaction mixtures were separated by TCA centrifugation, and the supernatant was determined by liquid scintillation counting (Beckman LS6000IC, Fullerton, CA). An aliquot of the reaction mixture was also denaturing (8 M urea) acrylamide gel electrophoresis according to procedures Lima, W.F. and Crooke, S.T., Biochemistry, 1997, 36, 390-398 and Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology, Wiley and Sons, New York, NY, 1988.

BEISPIEL 92EXAMPLE 92

Auswirkungen der Phosphorothioat-Substitution und der Substratlänge auf die Verdauung durch menschliche RNase-H1 (siehe Tabelle 4)Effects of phosphorothioate substitution and the substrate length on digestion by human RNase H1 (see Table 4)

An Oligoribonukleotide wurden komplementäre Antisense-Oligodesoxynukleotid mit 10 nM bzw. 20 nM prä-angelagert, und sie wurden der Verdauung durch menschliche RNase-H1 unterworfen. Die 17-meren (RNA Nr.1) und 25-meren (RNA Nr.3) RNA-Sequenzen sind von Harvy-RAS-Onkogen 51 abgeleitet, und die 25-mere RNA enthält die 17-mer-Sequenz. Die 20-mer-Sequenz (RNA Nr.2) ist von Kernprotein codierender Sequenz des menschlichen Hepatitis-C-Virus (52) abgeleitet. Die Anfangsgeschwindigkeiten wurden bestimmt, wie beschrieben in „Materialien und Verfahren", 1A: Vergleich der Anfangsgeschwindigkeiten der Spaltung eines RNA:Phosphodiester-(P=O)- und eines RNA:Phosphorothioat(P=S)-Duplexes, und 1B: Vergleich von Duplices unterschiedlicher Sequenzen und Längen.Oligoribonucleotides were pre-annealed to complementary antisense oligodeoxynucleotides at 10 nM and 20 nM, respectively, and subjected to digestion by human RNase H1. The 17-mer (RNA # 1) and 25-mer (RNA # 3) RNA sequences are derived from Harvy RAS oncogene 51, and the 25-mer RNA contains the 17-mer sequence. The 20mer sequence (RNA # 2) is derived from the core protein coding sequence of human hepatitis C virus (52). Initial rates were determined as described in "Materials and Methods", Figure 1A: Comparison of initial rates of cleavage of an RNA: phosphodiester (P = O) and an RNA: phosphorothioate (P = S) duplex, and Figure 1B: Comparison of duplices of different sequences and lengths.

BEISPIEL 93EXAMPLE 93

Auswirkungen der 2'-Substitution und der Desoxy-Lückengröße auf die Geschwindigkeiten der Verdauung durch menschliche RNase-H1 (siehe Tabelle 5)Effects of 2'-substitution and the deoxy gap size on the Rates of digestion by human RNase-H1 (see Table 5)

Substratduplices wurden hybridisiert und die Anfangsgeschwindigkeiten bestimmt, wie in Tabelle 4 gezeigt und in „Material und Verfahren" beschrieben. Die 17-mere RNA ist dieselbe, die in Tabelle 4 benutzt wird, und die 20-mere RNA (UGGUGGGCAAUGGGCGUGUU (SEQ ID NO: 20), RNA Nr.4, ist von der Sequenz der Proteinkinase C-zeta (53) abgeleitet. Die 17-meren und 20-meren P-S-Oligonukleotide waren vollständiges Desoxyphosphorothioat, das keine 2'-Modifikationen enthielt. Die 9-, 7-, 5-, 4- und 3-Desoxy-Lücken-Oligonukleotide waren 17-mere Oligonukleotide mit einem zentralen Teil, der aus neun, sieben, fünf und vier Desoxynukleotiden besteht, die auf beiden Seiten von 2'-Methoxynukleotiden flankiert sind (siehe auch 2). Sequenzen in Kästchen zeigen die Position der 2'-Methoxymodifizierten Reste an. Sequenz in gestrichelten Kästchen zeigt die Position der 2'-Propoxy-modifizierten Reste an.Substrate duplexes were hybridized and initial rates determined as described in Table 4 and described in "Materials and Methods." The 17-mRNA is the same as that used in Table 4 and the 20-mRNA (UGGUGGGCAAUGGGCGUGUU (SEQ ID NO: 20), RNA # 4, is derived from the sequence of protein kinase C-zeta (53) The 17-mer and 20-mer PS oligonucleotides were complete deoxy phosphorothioate containing no 2 'modifications -, 5-, 4- and 3-deoxy-gap oligonucleotides were 17-mer oligonucleotides with a central part consisting of nine, seven, five and four deoxynucleotides flanked on both sides by 2'-methoxynucleotides (see also 2 ). Boxed boxes indicate the position of the 2'-methoxy-modified residues. Sequence in dashed boxes indicates the position of the 2'-propoxy-modified radicals.

BEISPIEL 94EXAMPLE 94

Kinetische Konstanten der RNase-H1-Spaltung von RNA:DNA-Duplices (siehe Tabelle 6)Kinetic constants RNase H1 cleavage of RNA: DNA duplexes (see Table 6)

Die RNA:DNA-Duplices in Tabelle 4 wurden benutzt, um Km und Vmax von menschlicher und E.-coli-RNase-H1 zu bestimmen, wie beschrieben in dem Abschnitt „Materialien und Verfahren".The RNA: DNA duplexes in Table 4 were used to obtain Km and Vmax of to determine human and E. coli RNase H1 as described in the section "Materials and methods ".

BEISPIEL 95EXAMPLE 95

Bindungskonstanten und Spezifität von RNasen-H (siehe Tabelle 7)Binding constants and specificity of RNasen-H (see Table 7)

Die Kd wurden bestimmt, wie in „Materialien und Verfahren" beschrieben. Die Kd für E.-coli-RNase-H1 wurden von vorher angegebenen Daten abgeleitet (21). Die kompetierenden Substrate (kompetierende Hemmer), die in der Bindungsuntersuchung benutzt wurden, sind in zwei Kategorien eingeteilt: einsträngige (ss) Oligonukleotide und Oligonukleotid-Duplices, alle mit der 17-mer-Sequenz wie in Tabelle 4 (RNA Nr. 1). Die einsträngigen Oligonukleotide umfassen: ssRNA, ssDNA, ss vollständig modifiziertes 2'-Methoxyphosphodiester-Oligonukleotid (ss 2'-O-Me) und ss vollständiges Phosphorothioat-Desoxyoligonukleotid (ssDNA, P=S). Die Duplexsubstrate umfassen: DNA:DNA-Duplex, RNA:RNA-Duplex, DNA:vollständig modifiziertes 2'-Fluor- oder vollständig modifiziertes 2'-Methoxy-Oligonukleotid (DNA:2'-F oder 2'-O-Me), RNA:2'-F-oder -2'-O-Me-Duplex. Die Dissoziationskonstanten sind von ≥ 3 Steigungen der Lineweaver-Burk- und/oder Augustisson-Analyse abgeleitet. Geschätzte Fehler für die Dissoziationskonstanten sind 2-fach. Spezifität ist definiert durch Dividieren der Kd für einen Duplex durch die Kd für einen RNA:RNA-Duplex.The K d were determined as described in "Materials and Methods." The K d for E. coli RNase H1 was derived from previously reported data (21) The Competing Substrates (Compound Inhibitors) Used in the Binding Study are classified into two categories: single-stranded (ss) oligonucleotides and oligonucleotide duplexes, all with the 17-mer sequence as in Table 4 (RNA No. 1) .The single-stranded oligonucleotides include: ssRNA, ssDNA, ss fully modified 2 'Methoxy Phosphodiester Oligonucleotide (ss 2'-O-Me) and ss Complete Phosphorothioate Deoxyoligonucleotide (ssDNA, P = S) The duplex substrates include: DNA: DNA duplex, RNA: RNA duplex, DNA: fully modified 2' Fluoro or fully modified 2'-methoxy oligonucleotide (DNA: 2'-F or 2'-O-Me), RNA: 2'-F or -2'-O-Me duplex. The dissociation constants are from ≥ 3 slopes derived from the Lineweaver-Burk and / or Augustisson analysis Estimated errors for the Dissoci Ation constants are 2-fold. Specificity is defined by dividing the Kd for a duplex by the K d for an RNA: RNA duplex.

Tabelle 4 A

Figure 01600001
Table 4 A
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Figure 01610001

B

Figure 01610002
B
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Tabelle 5

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Table 5
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  • * Tabellenlegende für Sequenz* Table legend for sequence

Tabelle 6

Figure 01620001
Table 6
Figure 01620001

Tabelle 7

Figure 01620002
Table 7
Figure 01620002

ARBEITSWEISENMODES

ARBEITSWEISE 1OPERATION 1

ICAM-1-ExpressionICAM-1 expression

Oligonukleotid-Behandlung von HUVECsOligonucleotide treatment from HUVECs

Zellen wurden dreimal mit Opti-MEM (Life Technologies, Inc., vorgewärmt auf 37 °C, gewaschen. Oligonukleotide wurden mit 10 g/ml Lipofectin (Life Technologies, Inc.) in Opti-MEM vorgemischt, in einer Reihe zu den gewünschten Konzentrationen verdünnt und auf die gewaschenen Zellen aufgetragen. Basale und unbehandelte (keine Oligonukleotide) Kontrollzellen wurden ebenfalls mit Lipofectin behandelt. Die Zellen wurden 4 h lang bei 37 °C inkubiert, wonach das Medium entfernt und durch Standard-Wachstumsmedium mit oder ohne 5 mg/ml TNF-α (R & D Systems) ersetzt wurde. Die Inkubation bei 37 °C wurde bis zu den angegebenen Dauern fortgesetzt.Cells were washed three times with Opti-MEM (Life Technologies, Inc. preheated to 37 ° C. Oligonucleotides were premixed with 10 g / ml Lipofectin (Life Technologies, Inc.) in Opti-MEM, in-line to the desired concentrations diluted and applied to the washed cells treated (no oligonucleotides) control cells were also treated with Lipofectin. The cells were incubated for 4 hours at 37 ° C, after which the medium was removed and replaced with standard growth medium with or without 5 mg / ml TNF-α (R & D Systems). Incubation at 37 ° C was continued until the indicated times.

Quantifizierung der ICAM-1-Protein-Expression mittels fluoreszenzaktiviertem ZellsortiererQuantification of ICAM-1 protein expression by means of fluorescence-activated cell sorter

Zellen wurden durch kurze Trypsinierung mit 0,25 % Trypsin in PBS von den Plattenoberflächen entfernt. Die Trypsin-Aktivität wurde mit einer Lösung von 2 % Rinderserumalbumin und 0,2 % Natriumazid in PBS (+Mg/Ca) gelöscht. Die Zellen wurden durch Zentrifugieren (1000 U/min, Zentrifuge Beckman GPR) pelletiert, in PBS wieder suspendiert und mit 3 l/105 Zellen des ICAM-1-spezifischen Antikörpers, CD54-PE (Pharmingin), angefärbt. Die Antikörper wurden mit den Zellen während 30 Minuten bei 4 °C im Dunkeln unter behutsamem Rühren inkubiert. Die Zellen wurden mittels Zentrifugiervorgängen gewaschen und dann in 0,3 ml FacsFlow-Puffer (Becton Dickinson) mit 0,5%igem Formaldehyd (Polysciences) wieder suspendiert. Die Expression des ICAM-1 auf der Zellenoberfläche wurde dann mittels Durchflusszytometrie unter Benutzung eines Becton Dickinson FACScan bestimmt. Der Prozentsatz der Kontroll-ICAM-1-Expression wurde wie folgt berechnet: [(Wert für Oligonukleotid-behandeltes ICAM-1)-(Wert für basales ICAM-1)/(Wert für unbehandeltes ICAM-1)-(Wert für basales ICAM-1)] (Baker, Brenda, et al. 2'-O-(2-Methoxy)ethyl-modified Anti-intercellular Adhesion Molecule 1 (ICAM-1) Oligonucleotides Selectively Increase the ICAM-1 mRNA Level and Inhibit Formation of the ICAM-1 Translation Initiation Complex in Human Umbilical Vein Endothelial Cells, The Journal of Biological Chemistry, 272, 11.994 bis 12.000, 1997).Cells were removed from the plate surfaces by brief trypsinization with 0.25% trypsin in PBS. The trypsin activity was quenched with a solution of 2% bovine serum albumin and 0.2% sodium azide in PBS (+ Mg / Ca). The cells were pelleted by centrifugation (1000 rpm, Beckman GPR centrifuge), resuspended in PBS and stained with 3 L / 10 5 cells of the ICAM-1 specific antibody, CD54-PE (Pharmingin). The antibodies were incubated with the cells for 30 minutes at 4 ° C in the dark with gentle stirring. The cells were washed by centrifugation and then resuspended in 0.3 ml FacsFlow buffer (Becton Dickinson) with 0.5% formaldehyde (Polysciences). The expression of the ICAM-1 on the cell surface was then determined by flow cytometry using a Becton Dickinson FACScan. The percentage of control ICAM-1 expression was calculated as follows: [(value for oligonucleotide-treated ICAM-1) - (value for basal ICAM-1) / (value for untreated ICAM-1) - (value for basal ICAM 1)] (Baker, Brenda, et al., 2'-O- (2-Methoxy) ethyl-modified Anti-intercellular Adhesion Molecule 1 (ICAM-1) Oligonucleotides Selectively Increase the ICAM-1 mRNA Level and Inhibit Formation of the ICAM-1 Translation Initiation Complex in Human Umbilical Vein Endothelial Cells, The Journal of Biological Chemistry, 272, 11994 to 12000, 1997).

Die ICAM-1-Expression chimärer C3'-endo- und C2'-endomodifizierter Oligonukleotide der Erfindung wird mittels der Verringerung der ICAM-1-Gehalte in behandelten HUVEC-Zellen gemessen. Es wird angenommen, dass die Oligonukleotide mittels des RNase-H-Spaltungsmechanismus wirken. Geeignete Kontroll-Oligonukleotide mit durchmischter Sequenz werden als Kontrollen benutzt. Sie weisen dieselbe Basenzusammensetzung wie die Prüfsequenz auf.The ICAM-1 expression chimeric C3'-endo and C2'-endomodified Oligonucleotides of the invention are obtained by reducing the ICAM-1 levels measured in treated HUVEC cells. It is believed, that the oligonucleotides by means of the RNase-H cleavage mechanism Act. Suitable control oligonucleotides with mixed sequence are used as controls. They have the same base composition like the test sequence on.

Sequenzen, welche die chimären C3'-endo-(2'-MOE) und C2'-endo-Modifikationen (eine der folgenden Modifikationen: 2'-S-Me, 2'-Me, 2'-ara-F, 2'-ara-OH, 2'-ara-O-Me) enthalten, wie in Tabelle X unten aufgeführt, werden hergestellt und in dem obigen Assay geprüft. SEQ ID NO: 14, ein auf c-Raf zielendes Oligonukleotid, wird als eine Kontrolle benutzt.sequences which are the chimeras C3'-endo (2'-MOE) and C2'-endo modifications (one of the following Modifications: 2'-S-Me, 2'-Me, 2'-ara-F, 2'-ara-OH, 2'-ara-O-Me), as listed in Table X below, are prepared and tested in the above assay. SEQ ID NO: 14, on c-Raf targeting oligonucleotide is used as a control.

Tabelle X Oligonukleotide, die chimäre 2'-O-(2-Methoxyethyl)- und 2-S-(Methyl)-Modifikationen enthalten

Figure 01650001
Table X Oligonucleotides containing chimeric 2'-O- (2-methoxyethyl) and 2-S (methyl) modifications
Figure 01650001

Alle Nukleoside in Fettschrift sind 2'-O-(2-Methoxyethyl); tiefgestelltes s zeigt eine Phosphorothioat-Bindung an; unterstrichene Nukleoside zeigen 2'-S-Me-Modifikation an; hochgestelltes m an C (Cm) zeigt ein 5-Methyl-C an.All nucleosides in bold are 2'-O- (2-methoxyethyl); subscript s indicates a phosphorothioate bond; underlined nucleosides indicate 2'-S-Me modification; superscript m at C (C m ) indicates a 5-methyl-C.

Tabelle XI Oligonukleotide, die chimäre 2'-O-(2-Methoxyethyl)- und 2'-O-(Methyl)-Modifikationen enthalten

Figure 01650002
Table XI Oligonucleotides containing chimeric 2'-O- (2-methoxyethyl) and 2'-O- (methyl) modifications
Figure 01650002

Alle Nukleoside in Fettschrift sind 2'-O-(2-Methoxyethyl); tiefgestelltes s zeigt eine Phosphorothioat-Bindung an; unterstrichene Nukleoside zeigen 2'-Methyl-Modifikation an; hochgestelltes m an C (Cm) zeigt ein 5-Methyl-C an.All nucleosides in bold are 2'-O- (2-methoxyethyl); subscript s indicates a phosphorothioate bond; underlined nucleosides indicate 2'-methyl modification; superscript m at C (C m ) indicates a 5-methyl-C.

Tabelle XII Oligonukleotide, die chimäre 2'-O-(2-Methoxyethyl)- und 2'-ara-(fluor)-Modifikationen enthalten

Figure 01660001
Table XII Oligonucleotides containing chimeric 2'-O- (2-methoxyethyl) and 2'-ara (fluoro) modifications
Figure 01660001

Alle Nukleoside in Fettschrift sind 2'-O-(2-Methoxyethyl); tiefgestelltes s zeigt eine Phosphorothioat-Bindung an; unterstrichene Nukleoside zeigen 2'-ara-(fluor)-Modifikation an; hochgestelltes m an C (Cm) zeigt ein 5-Methyl-C an.All nucleosides in bold are 2'-O- (2-methoxyethyl); subscript s indicates a phosphorothioate bond; underlined nucleosides indicate 2'-ara (fluoro) modification; superscript m at C (C m ) indicates a 5-methyl-C.

Tabelle XIII Oligonukleotide, die chimäre 2'-O-(2-Methoxyethyl)- und 2'-ara-(OH)-Modifikationen enthalten

Figure 01660002
Table XIII Oligonucleotides containing chimeric 2'-O- (2-methoxyethyl) and 2'-ara (OH) modifications
Figure 01660002

Alle Nukleoside in Fettschrift sind 2-O-(Methoxyethyl); tiefgestelltes s zeigt eine Phosphorothioat-Bindung an; unterstrichene Nukleoside zeigen 2'-ara-(OH)-Modifikation an; hochgestelltes m an C (Cm) zeigt ein 5-Methyl-C an.All nucleosides in bold are 2-O- (methoxyethyl); subscript s indicates a phosphorothioate bond; underlined nucleosides indicate 2'-ara (OH) modification; superscript m at C (C m ) indicates a 5-methyl-C.

Tabelle XIV Oligonukleotide, die chimäre 2'-O-(2-Methoxyethyl)- und 2'-ara-(OMe)-Modifikationen enthalten

Figure 01670001
Table XIV Oligonucleotides containing chimeric 2'-O- (2-methoxyethyl) and 2'-ara (OMe) modifications
Figure 01670001

Alle Nukleoside in Fettschrift sind 2-O-(Methoxyethyl); tiefgestelltes s zeigt eine Phosphorothioat-Bindung an; unterstrichene Nukleoside zeigen 2'-ara-(OMe)-Modifikation an; hochgestelltes m an C (Cm) zeigt ein 5-Methyl-C an.All nucleosides in bold are 2-O- (methoxyethyl); subscript s indicates a phosphorothioate bond; underlined nucleosides indicate 2'-ara (OMe) modification; superscript m at C (C m ) indicates a 5-methyl-C.

ARBEITSWEISE 2OPERATION 2

Enzymatischer Abbau von 2'-O-modifizierten OligonukleotidenEnzymatic degradation of 2'-O-modified oligonucleotides

Drei Oligonukleotide, in welche die Modifikationen an dem 3'-Ende eingebunden werden, die in Tabelle 2 unten gezeigt sind, werden synthetisiert. Diese modifizierten Oligonukleotide werden der Wirkung von Schlangengift-Phosphodiesterase ausgesetzt.Three Oligonucleotides incorporating the modifications at the 3 'end which are shown in Table 2 below are synthesized. These modified oligonucleotides are the action of snake venom phosphodiesterase exposed.

Oligonukleotide (30 Nanomol) werden in 20 ml Puffer gelöst, der 50 mM Tris-HCl pH 8,5, 14 mM MgCl2 und 72 mM NaCl enthält. Zu dieser Lösung werden 0,1 Einheit Schlangengift-Phosphodiesterase (Pharmacia, Piscataway, NJ), 23 Einheiten Nuklease P1 (Gibco LBRL, Gaithersberg, MD) und 24 Einheiten Kalbsdarm-Phosphatase (Boehringer Mannheim, Indianapolis, IN) gegeben, und das Reaktionsgemisch wird bei 37 °C 100 Stunden lang inkubiert. Die HPLC-Analyse wird unter Benutzung eines automatischen Injektors Waters Modell 715, einer Pumpe Modell 600E, eines Detektors Modell 991 und einer Nukleosid/Nukleotid-Säule (4,6 × 250 mm) von Alltech (Alltech Associates, Inc., Deerfield, IL) durchgeführt. Alle Analysen werden bei Raumtemperatur durchgeführt. Die benutzten Lösemittel sind A: Wasser und B: Acetonitril. Die Analyse der Nukleosidzusammensetzung wird mit dem folgenden Gradienten durchgeführt: 0 bis 5 min, 2 % B (isokratisch); 5 bis 20 min, 2 % B bis 10 % B (linear); 20 bis 40 min, 10 % B bis 50 % B. Die integrierte Fläche pro Nanomol wird unter Benutzung von Nukleosid-Standards bestimmt. Relative Nukleosid-Verhältnisse werden berechnet, indem integrierte Flächen in molare Werte umgewandelt und alle Werte mit Thymidin verglichen werden, das für jedes Oligomer auf seinen erwarteten Wert eingestellt wird.Oligonucleotides (30 nanomoles) are dissolved in 20 ml of buffer containing 50 mM Tris-HCl pH 8.5, 14 mM MgCl 2 and 72 mM NaCl. To this solution are added 0.1 unit of snake venom phosphodiesterase (Pharmacia, Piscataway, NJ), 23 units of nuclease P1 (Gibco LBRL, Gaithersberg, MD) and 24 units of calf intestinal phosphatase (Boehringer Mannheim, Indianapolis, IN), and the reaction mixture is incubated at 37 ° C for 100 hours. HPLC analysis is performed using a Waters model 715 automatic injector, a Model 600E pump, a Model 991 detector, and a 4.6 x 250 mm nucleoside / nucleotide column from Alltech (Alltech Associates, Inc., Deerfield, IL ) carried out. All analyzes are carried out at room temperature. The solvents used are A: water and B: acetonitrile. The analysis of the nucleoside composition is carried out with the following gradient: 0 to 5 min, 2% B (isocratic); 5 to 20 minutes, 2% B to 10% B (linear); 20 to 40 minutes, 10% B to 50% B. The integrated area per nanomole is determined using nucleoside standards. Relative nucleoside ratios are calculated by converting integrated areas to molar values and comparing all values with thymidine, which is set to its expected value for each oligomer.

Tabelle XV Relative Nukleasebeständigkeit 2'-modifizierter chimärer Oligonukleotide

Figure 01680001
Table XV Relative nuclease resistance of 2'-modified chimeric oligonucleotides
Figure 01680001

ARBEITSWEISE 3OPERATION 3

Allgemeine Arbeitsweise zur Beurteilung chimärer C3'-endo- und C2'-endo-modifizierter Oligonukleotide, die auf Ha-Ras zielenGeneral working method to judge chimeric C3'-endo and C2'-endo-modified Oligonucleotides targeting Ha-Ras

Verschiedene Typen menschlicher Tumoren, einschließlich Sarkome, Neuroblastome, Leukämien und Lymphome, enthalten aktive Onkogene der Ras-Genfamilie. Ha-Ras ist eine Familie von GTPasen mit kleinem Molekulargewicht, deren Funktion es ist, durch Übertragen von Signalen die Zellproliferation und -differenzierung zu regulieren, was zu einer konstitutiven Aktivierung von Ras führt, und sind mit einem hohen Prozentsatz verschiedener Krebsarten beim Menschen assoziiert. Daher stellt Ras ein attraktives Ziel für therapeutische Anti-Krebs-Strategien dar.Various Types of human tumors, including sarcomas, neuroblastomas, leukemia and lymphomas, contain active oncogenes of the Ras gene family. Ha-Ras is a family of small molecular weight GTPases whose Function is it, by transfer of signals to regulate cell proliferation and differentiation, which leads to a constitutive activation of Ras, and are high Percentage of different cancers associated with humans. Therefore Ras is an attractive target for therapeutic anti-cancer strategies represents.

Die Elternsequenz (SEQ ID NO: 27) in der Tabelle XV ist ein 20-Basen-Phosphorothioat-Oligodesoxynukleotid, das auf die Initiierung der Translationsregion menschlicher Ha-Ras zielt, und – basierend auf Durchmusterungsassays – ein potenter isotypspezifischer Hemmer von Ha-Ras in Zellkultur (IC50 = 45 nm). Die Behandlung von Zellen in vitro mit dieser Sequenz ergibt eine rasche Verminderung der Ha-RasmRNA- und Proteinsynthese und Hemmung der Proliferation von Zellen, die eine aktivierende Ha-Ras-Mutation enthalten. Wenn diese Sequenz in Dosen von 25 mg/kg oder kleiner durch tägliche intraperitoneale Injektion (IP) verabreicht wird, weist sie eine potente Antitumor-Aktivität in einer Vielfalt von Tumor-Xenograft-Modellen auf, wohingegen Fehlpaarungskontrollen keine Antitumor-Aktivität aufweisen. Es ist gezeigt worden, dass diese Sequenz gegen eine Vielfalt von Tumorentypen, einschließlich Lunge, Brust, Blase und Bauchspeicheldrüse, in Maus-Xenograft-Untersuchungen aktiv ist (Cowsert, L. M. Anti-cancer drug design, 1997, 12, 359 bis 371). Ein Analog der zweiten Generation mit der SEQ ID NO: 27, in dem der 5'- und 3'-Terminus („Flügel") der Sequenz mit 2'-Methoxyethyl-(MOE)-Modifikation modifiziert sind und das Rückgrat als Phosphorothioat beibehalten ist (Tabelle XV, Kontroll-Gapmer mit MOE-Kontrolle), weist in Zellkultur-Assays ein IC50 von 15 nm auf. Somit ist bei diesem chimären Analog eine 3-fache Verbesserung der Wirksamkeit festgestellt. Aufgrund der verbesserten Nukleasebeständigkeit des 2'-MOE-Phosphorothioats erhöht diese Sequenz die Dauer des Antisense-Effekts in vitro. Dies wird mit der Frequenz der Verabreichung dieses Wirkstoffes an Krebspatienten in Beziehung stehen. Ferner wird diese Sequenz gegenwärtig in Ras-abhängigen Tumormodellen beurteilt (Cowsert, L. M. Anti-cancer drug design, 1997, 12, 359 bis 371). Die Elternverbindung, SEQ ID NO: 27, befindet sich in Phase I der klinischen Versuche gegen solide Tumoren durch systemische Infusion.The parent sequence (SEQ ID NO: 27) in Table XV is a 20-base phosphorothioate oligodeoxynucleotide designed to initiate the translation region of human Ha-Ras and, based on screening assays, a potent isotype-specific inhibitor of Ha-Ras in Cell culture (IC50 = 45 nm). Treatment of cells in vitro with this sequence results in a rapid reduction in Ha-rasmRNA and protein synthesis and inhibition of proliferation of cells containing an activating Ha-Ras mutation. When administered in doses of 25 mg / kg or smaller by daily intraperitoneal injection (IP), this sequence has potent antitumor activity in a variety of tumor xenograft models, whereas mismatch controls have no antitumor activity. It has been demonstrated that this sequence is active against a variety of tumor types, including lung, breast, bladder and pancreas, in mouse xenograft studies (Cowsert, LM Anti-cancer drug design, 1997, 12, 359-371). A second generation analog with SEQ ID NO: 27 in which the 5 'and 3' terminus ("wings") of the sequence are modified with 2'-methoxyethyl (MOE) modification and retain the backbone as a phosphorothioate (Table XV, control gapmer with MOE control), has an IC 50 of 15 nm in cell culture assays, thus a 3-fold improvement in efficacy is found in this chimeric analogue, due to the improved nuclease resistance of the 2 'antibody. This sequence will increase the duration of the antisense effect in vitro, which will be related to the frequency of administration of this drug to cancer patients, and this sequence is currently being assessed in Ras-dependent tumor models (Cowsert, LM Anti-cancer drug design , 1997, 12, 359-371) The parent compound, SEQ ID NO: 27, is in Phase I clinical trials of solid tumors by systemic infusion.

Antisense-Oligonukleotide mit der 2'-Me-Modifikation werden in der beschriebenen Weise hergestellt und in den oben erwähnten Assays geprüft, um die Aktivität zu bestimmen.Antisense oligonucleotides with the 2'-Me modification are prepared in the manner described and in the assays mentioned above checked, about the activity to determine.

Ha-Ras-Antisense-Oligonukleotide mit chimären C3'-endo- und C2'-endo-Modifikationen und ihre KontrollenHa-ras antisense oligonucleotides with chimeras C3'-endo and C2'-endo modifications and their controls

Tabelle XV Ha-Ras-Antisense-Oligonukleotide mit chimären C3'-endo- und C2'-endo-Modifikationen und ihre Kontrollen

Figure 01710001
Table XV Ha-Ras antisense oligonucleotides with chimeric C3'-endo and C2'-endo modifications and their controls
Figure 01710001

Alle unterstrichenen Sequenzteile sind 2'-Me.All underlined sequence parts are 2'-Me.

ARBEITSWEISE 7OPERATION 7

In-vivo-NukleasebeständigkeitIn vivo nuclease

Die in-vivo-Nukleasebeständigkeit chimärer C3'-endo- und C2'-endo-modifizierter Oligonukleotide wird in Mausplasma und -geweben (Niere und Leber) untersucht. Zu diesem Zweck wird die c-Raf-Oligonukleotid-Reihe SEQ ID NO: 32 benutzt, und die folgenden fünf Oligonukleotide, die in der untenstehenden Tabelle aufgeführt sind, werden hinsichtlich ihrer relativen Nukleasebeständigkeit beurteilt.The in vivo nuclease resistance chimeric C3'-endo and C2'-endo-modified Oligonucleotide is expressed in mouse plasma and tissues (kidney and liver) examined. For this purpose, the c-Raf oligonucleotide series SEQ ID NO: 32, and the following five oligonucleotides used in are listed in the table below their relative nuclease resistance assessed.

Tabelle XVI Untersuchung der in-vivo-Nukleasebeständigkeit chimärer C3'-endo-(2'-O-MOE)- und C2'-endo-(2'-S-Me)-modifizierter Oligonukleotide mit und ohne nukleasebeständige Kappen (2'-5'-Phosphat- oder -Phosphorothioat-Bindung mit 3'-O-MOE an Kappenenden)

Figure 01720001
Table XVI Examination of in vivo nuclease resistance of chimeric C3'-endo (2'-O-MOE) and C2'-endo (2'-S-Me) -modified oligonucleotides with and without nuclease-resistant caps (2 ') 5'-phosphate or phosphorothioate bond with 3'-O-MOE at cap ends)
Figure 01720001

Figure 01730001
Figure 01730001

Tabelle XVII Untersuchung der in-vivo-Nukleasebeständigkeit chimärer C3'-endo-(2'-O-MOE)- und C2'-endo-(2'-Me)-modifizierter Oligonukleotide mit und ohne nukleasebeständige Kappen (2'-5'-Phosphat- oder -Phosphorothioat-Bindung mit 3'-O-MOE an Kappenenden)

Figure 01730002
Table XVII Study of in vivo nuclease resistance of chimeric C3'-endo (2'-O-MOE) and C2'-endo (2'-Me) modified oligonucleotides with and without nuclease-resistant caps (2'-5 ' Phosphate or phosphorothioate bond with 3'-O-MOE at cap ends)
Figure 01730002

Figure 01740001
Figure 01740001

Tabelle XVIII Untersuchung der in-vivo-Nukleasebeständigkeit chimärer C3'-endo-(2'-O-MOE)- und C2'-endo-(2'-ara-F)-modifizierter Oligonukleotide mit und ohne nukleasebeständige Kappen (2'-5'-Phosphat- oder -Phosphorothioat-Bindung mit 3'-O-MOE an Kappenenden)

Figure 01750001
Table XVIII Study of in vivo nuclease resistance of chimeric C3'-endo (2'-O-MOE) and C2'-endo (2'-ara-F) -modified oligonucleotides with and without nuclease-resistant caps (2 ') 5'-phosphate or phosphorothioate bond with 3'-O-MOE at cap ends)
Figure 01750001

Tabelle XIX Untersuchung der in-vivo-Nukleasebeständigkeit chimärer C3'-endo-(2'-O-MOE)- und C2'-endo-(2'-ara-OH)-modifizierter Oligonukleotide mit und ohne nukleasebeständige Kappen (2'-5'-Phosphat- oder -Phosphorothioat-Bindung mit 3'-O-MOE an Kappenenden)

Figure 01760001
Table XIX Investigation of in vivo nuclease resistance of chimeric C3'-endo (2'-O-MOE) and C2'-endo (2'-ara-OH) -modified oligonucleotides with and without nuclease-resistant caps (2 ') 5'-phosphate or phosphorothioate bond with 3'-O-MOE at cap ends)
Figure 01760001

Tabelle XX Untersuchung der in-vivo-Nukleasebeständigkeit chimärer C3'-endo-(2'-O-MOE)- und C2'-endo-(2'-ara-OMe)-modifizierter Oligonukleotide mit und ohne nukleasebeständige Kappen (2'-5'-Phosphat- oder -Phosphorothioat-Bindung mit 3'-O-MOE an Kappenenden)

Figure 01770001
Table XX Examination of in vivo nuclease resistance of chimeric C3'-endo (2'-O-MOE) and C2'-endo (2'-ara-OMe) -modified oligonucleotides with and without nuclease-resistant caps (2'-ol) 5'-phosphate or phosphorothioate bond with 3'-O-MOE at cap ends)
Figure 01770001

ARBEITSWEISE 8OPERATION 8

Tieruntersuchungen auf in-vivo-Nukleasebeständigkeitanimal studies on in vivo nuclease resistance

Für jedes zu untersuchende Oligonukleotid werden 9 männliche BALB/c-Mäuse (Charles River, Wilmington, MA), die etwa 25 g wiegen, benutzt (Crooke et al., J. Pharmacol. Exp. Ther., 1996, 277, 923). Im Anschluss an eine einwöchige Akklimatisierung erhalten die Mäuse eine einzelne Schwanzveneninjektion von Oligonukleotid (5 mg/kg), verabreicht in phosphatgepufferter Salzlösung (PBS), pH 7,0. Die Endkonzentration an Oligonukleotid in der Dosierungslösung beträgt für die PBS-Formulierungen (5 mg/kg). Von jeder Gruppe wird eine retrobulbäre Blutprobe (entweder nach 0,25, 0,5, 2 oder 4 h nach Gabe) und eine terminale Blutprobe (entweder 1, 3, 8 oder 24 h nach Gabe) genommen. Die terminale Blutprobe (etwa 0,6 bis 0,8 ml) wird mittels Herzpunktion im Anschluss an Ketamin/Xylazin-Anästhesie genommen. Das Blut wird in ein mit EDTA beschichtetes Sammelröhrchen überführt und zentrifugiert, um Plasma zu erhalten. Zum Abschluss werden jeder Maus die Leber und die Nieren entnommen werden. Plasma und Gewebehomogenate werden zur Analyse benutzt werden, um den intakten Oligonukleotid-Gehalt mittels CGE zu bestimmen. Alle Proben werden nach der Gewinnung unverzüglich auf Trockeneis eingefroren und bis zur Analyse bei –80 °C aufbewahrt.For each oligonucleotide to be tested, 9 male BALB / c mice (Charles River, Wilmington, Mass.) Weighing about 25 g are used (Crooke et al., J. Pharmacol. Exp. Ther., 1996, 277, 923). , Following a one-week acclimation, the mice receive a single tail vein injection of oligonucleotide (5 mg / kg) administered in phosphate buffered saline (PBS), pH 7.0. The final concentration of oligonucleotide in the dosing solution for the PBS formulations is (5 mg / kg). Each group will receive a retrobulbar blood sample (either at 0.25, 0.5, 2 or 4 h post-dose) and a terminal blood sample (either 1, 3, 8 or 24 hours after administration). The terminal blood sample (about 0.6 to 0.8 ml) is taken by cardiac puncture following ketamine / xylazine anesthesia. The blood is transferred to an EDTA coated collection tube and centrifuged to obtain plasma. Finally, each mouse's liver and kidneys will be taken. Plasma and tissue homogenates will be used for analysis to determine the intact oligonucleotide content by CGE. All samples are immediately frozen on dry ice after collection and stored at -80 ° C until analysis.

ARBEITSWEISE 9OPERATION 9

RNase-H-Untersuchungen mit chimären C3'-endo- und C2'-endo-modifizierten Oligonukleotiden mit und ohne nukleasebeständige KappenRNase H studies with chimeras C3'-endo and C2'-endo-modified oligonucleotides with and without nuclease resistant cut

Markieren von Oligonukleotiden mit 32PLabeling oligonucleotides with 32 P

Das Oligoribonukleotid (Sense-Strang) wurde unter Benutzung von [32P]ATP, T4-Polynukleotidkinase und Standard-Arbeitsweisen am 5'-Ende mit 32P markiert (Ausubel, F. M., Brent, R., Kingston, R. E., Moore, D. D., Seidman, J. G., Smith, J. A. und Struhl, K., in Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley, New York (1989)). Die markierte RNA wurde mittels Elektrophorese auf 12 denaturierendem PAGE (Sambrook, J., Frisch, E. F. und Maniatis, T., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Plainview (1989)) gereinigt. Die spezifische Aktivität des markierten Oligonukleotids betrug etwa 6.000 cpm/fmol.The oligoribonucleotide (sense strand) was labeled with 32 P at the 5 'end using [ 32 P] ATP, T4 polynucleotide kinase and standard procedures (Ausubel, FM, Brent, R., Kingston, RE, Moore, DD , Seidman, JG, Smith, JA and Struhl, K., in Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley, New York (1989)). The labeled RNA was purified by electrophoresis on 12 denaturing PAGE (Sambrook, J., Frisch, EF and Maniatis, T., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Plainview (1989)). The specific activity of the labeled oligonucleotide was about 6,000 cpm / fmol.

Bestimmung von RNase-H-SpaltungsmusternDetermination of RNase H cleavage patterns

Hybridisierungsreaktionsgemische, die 750 nM Antisense-Oligonukleotid, 500 nM Sense-Oligoribonukleotid und 100,000 cpm 32P-markiertes Sense-Oligoribonukleotid enthielten, wurden in 120 μl Reaktionspuffer [20 mM Tris-HCl (pH 7,5), 20 mM KCl, 10 mM MgCl2, 0,1 mM DTT] hergestellt. Die Reaktionsgemische wurden für 5 min auf 90 °C erwärmt, und 1 Einheit Inhibit-ACE wurde zugegeben. Die Proben wurden über Nacht bei 37 °C inkubiert. Die Hybridisierungsreaktionsgemische wurden bei 37 °C mit 1,5 × 10,8–8 mg E.-coli-RNase-H-Enzym für Bestimmungen der Anfangsgeschwindigkeit inkubiert und dann zu spezifischen Zeitpunkten gelöscht. Proben wurden mittels Trichloressigsäure-(TCA)-Assays oder mittels denaturierender Polyacrylamidgel-Elektrophorese analysiert, wie oben beschrieben [Crooke, S. T., Lemonidis, K. M., Neilson, L., Griffey, R., Lesnik, E. A., und Monia, B. P., Kinetic characteristics of Escherichia coli RNase H1: cleavage of various antisense oligonucleotide-RNA duplexes, Biochem J, 312, 599 (1995); Lima, W. F. und Crooke, S. T., Biochemistry, 36, 390 bis 398, 1997.Hybridization reaction mixtures containing 750 nM antisense oligonucleotide, 500 nM sense oligoribonucleotide and 100,000 cpm 32 P-labeled sense oligoribonucleotide were dissolved in 120 μl reaction buffer [20 mM Tris-HCl (pH 7.5), 20 mM KCl, 10 mM MgCl 2 , 0.1 mM DTT]. The reaction mixtures were heated to 90 ° C for 5 min and 1 unit inhibit-ACE was added. The samples were incubated overnight at 37 ° C. The hybridization reaction mixtures were incubated at 37 ° C with 1.5 x 10.8 -8 mg E. coli RNase H enzyme for initial rate determinations and then deleted at specific times. Samples were analyzed by trichloroacetic acid (TCA) assays or by denaturing polyacrylamide gel electrophoresis as described above [Crooke, ST, Lemonidis, KM, Neilson, L., Griffey, R., Lesnik, EA, and Monia, BP, Kinetic characteristics of Escherichia coli RNase H1: cleavage of various antisense oligonucleotide RNA duplexes, Biochem J, 312, 599 (1995); Lima, WF and Crooke, ST, Biochemistry, 36, 390-398, 1997.

Der Fachmann wird verstehen, dass zahlreiche Änderungen und Modifikationen an den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung vorgenommen werden können und dass solche Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne sich vom Gedanken der Erfindung zu entfernen. Daher ist beabsichtigt, dass die beigefügten Ansprüche alle solche äquivalenten Variationen umfassen, die im wahren Gedanken und Umfang der Erfindung liegen.Of the Professional will understand that many changes and modifications in the preferred embodiments of the invention can be made and that such changes and modifications can be made without leaving the thought to remove the invention. Therefore, it is intended that the appended claims all such equivalents Variations include, in the true spirit and scope of the invention lie.

SEQUENZPROTOKOLL

Figure 01810001
SEQUENCE LISTING
Figure 01810001

Figure 01820001
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Figure 01830001
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Figure 01840001
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Figure 01850001
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Figure 01860001
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Figure 01870001
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Figure 01880001
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Figure 01890001
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Figure 01900001
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Figure 01910001
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Figure 01920001
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Figure 01930001
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Figure 01940001
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Claims (33)

Oligonukleotid mit gemischter Sequenz, umfassend wenigstens 12 Nukleotide und mit einem 3'-Ende und einem 5'-Ende und unterteilt in einen ersten Teil und einen weiteren Teil, wobei der erste Teil in der Lage ist, die Spaltung einer komplementären Ziel-RNA durch menschliche RNase-H1-Polypeptid zu unterstützen; wobei der weitere Teil nicht in der Lage ist, die Spaltung durch die RNase-H1 zu unterstützen; wobei der erste Teil wenigstens 6 Nukleotide umfasst und in dem Oligonukleotid so angeordnet ist, dass wenigstens eines der 6 Nukleotide 8 bis 12 Nukleotide vom 3'-Ende des Oligonukleotids liegt; und der erste Teil wenigstens eine 5'-CA-3'-Nukleotidsequenz umfasst, die 8 bis 12 Nukleotide vom 3'-Ende des Oligonukleotids angeordnet ist.A mixed sequence oligonucleotide comprising at least 12 nucleotides and having a 3 'end and a 5' end and divided into a first one Part and another part, being the first part able is the cleavage of a complementary target RNA by human RNase H1 polypeptide to support; in which the further part is unable to cleave through the RNase H1 to support; in which the first part comprises at least 6 nucleotides and in the oligonucleotide is arranged so that at least one of the 6 nucleotides 8 bis 12 nucleotides from the 3 'end the oligonucleotide is located; and the first part at least one 5'-CA-3 'nucleotide sequence comprising 8 to 12 nucleotides from the 3 'end of the oligonucleotide is. Oligonukleotid nach Anspruch 1, umfassend etwa 12 bis etwa 50 Nukleotide.The oligonucleotide of claim 1, comprising about 12 to about 50 nucleotides. Oligonukleotid nach Anspruch 1, umfassend etwa 12 bis etwa 25 Nukleotide.The oligonucleotide of claim 1, comprising about 12 to about 25 nucleotides. Oligonukleotid mit gemischter Sequenz, umfassend wenigstens 12 Nukleotide und mit einem 3'-Ende und einem 5'-Ende und unterteilt in einen ersten Teil und einen weiteren Teil, wobei der erste Teil in der Lage ist, die Spaltung einer komplementären Ziel-RNA durch menschliche RNase-H1-Polypeptid zu unterstützen wobei der weitere Teil nicht in der Lage ist, die Spaltung durch die RNase-H1 zu unterstützen; wobei: der erste Teil wenigstens 6 Nukleotide umfasst und in dem Oligonukleotid so angeordnet ist, dass wenigstens eines der 6 Nukleotide 8 bis 12 Nukleotide vom 3'-Ende des Oligonukleotids liegt; der erste Teil wenigstens eine 5'-CA-3'-Nukleotidsequenz umfasst, die 8 bis 12 Nukleotide vom 3'-Ende des Oligonukleotids angeordnet ist; und jedes der Nukleotide des ersten Teils eine B-Form-Konformationsgeometrie hat und sie zusammen in einer kontinuierlichen Sequenz vereint sind.A mixed sequence oligonucleotide comprising at least 12 nucleotides and having a 3 'end and a 5' end and divided into a first one Part and another part, being the first part able is the cleavage of a complementary target RNA by human RNase H1 polypeptide to support in which the further part is unable to cleave through the RNase H1 to support; in which: of the first part comprises at least 6 nucleotides and in the oligonucleotide is arranged so that at least one of the 6 nucleotides 8 bis 12 nucleotides from the 3 'end the oligonucleotide is located; the first part at least one 5'-CA-3 'nucleotide sequence comprising 8 to 12 nucleotides from the 3 'end of the oligonucleotide is; and each of the nucleotides of the first part has a B-shape conformation geometry and they are united together in a continuous sequence. Oligonukleotid mit gemischter Sequenz, umfassend wenigstens 12 Nukleotide und mit einem 3'-Ende und einem 5'-Ende und unterteilt in einen ersten Teil und einen weiteren Teil, wobei der erste Teil in der Lage ist, die Spaltung einer komplementären Ziel-RNA durch menschliche RNase-H1-Polypeptid zu unterstützen wobei der weitere Teil nicht in der Lage ist, die Spaltung durch menschliche RNase-H1 zu unterstützen; wobei: der erste Teil wenigstens 6 Nukleotide umfasst und in dem Oligonukleotid so angeordnet ist, dass wenigstens eines der 6 Nukleotide 8 bis 12 Nukleotide vom 3'-Ende des Oligonukleotids entfernt ist; der erste Teil wenigstens eine 5'-CA-3'-Nukleotidsequenz umfasst, die 8 bis 12 Nukleotide vom 3'-Ende des Oligonukleotids angeordnet ist; und jedes der Nukleotide des ersten Teils unabhängig ein 2'-Desoxyribonukleotid, 2'-SCH3-Ribonukleotid, ein 2'-NH2-Ribonukleotid, ein 2'-NH(C1-C2-Alkyl)-Ribonukleotid, ein 2'-N(C1-C2-Alkyl)2-Ribonukleotid, ein 2'-CF3-Ribonukleotid, ein 2'=CH2-Ribonukleotid, ein 2'=CHF-Ribonukleotid, ein 2'=CF2-Ribonukleotid, ein 2'-CH3-Ribonukleotid, ein 2'-C2H5-Ribonukleotid, ein 2'-CH-CH2-Ribonukleotid oder ein 2'-C-CH-Ribonukleotid ist.A mixed sequence oligonucleotide comprising at least 12 nucleotides and having a 3 'end and a 5' end and divided into a first part and another part, said first part being capable of cleaving a complementary target RNA to support human RNase H1 polypeptide, the remainder being incapable of supporting cleavage by human RNase H1; wherein: the first part comprises at least 6 nucleotides and in which oligonucleotide is arranged such that at least one of the 6 nucleotides is 8 to 12 nucleotides from the 3 'end of the oligonucleotide; the first part comprises at least one 5'-CA-3 'nucleotide sequence located 8 to 12 nucleotides from the 3' end of the oligonucleotide; and each of the nucleotides of the first part independently is a 2'-deoxyribonucleotide, 2'-SCH 3 ribonucleotide 2'-NH 2 ribonucleotide, a 2'-NH (C 1 -C 2 alkyl) ribonucleotide, a 2'-N (C 1 -C 2 alkyl) 2 ribonucleotide, a 2'-CF 3 - Ribonucleotide, a 2 '= CH 2 ribonucleotide, a 2' = CHF ribonucleotide, a 2 '= CF 2 ribonucleotide, a 2'-CH 3 ribonucleotide, a 2'-C 2 H 5 ribonucleotide, a 2 'Is -CH-CH 2 ribonucleotide or a 2'-C-CH ribonucleotide. Oligonukleotid nach Anspruch 1, worin jedes der Nukleotide des ersten Teils ein 2'-Desoxyribonukleotid ist.The oligonucleotide of claim 1, wherein each of the nucleotides of the first part is a 2'-deoxyribonucleotide. Oligonukleotid mit gemischter Sequenz, umfassend wenigstens 12 Nukleotide und mit einem 3'-Ende und einem 5'-Ende und unterteilt in einen ersten Teil und einen weiteren Teil, wobei der erste Teil in der Lage ist, die Spaltung einer komplementären Ziel-RNA durch menschliche RNase-H1-Polypeptid zu unterstützen, wobei der weitere Teil nicht in der Lage ist, die Spaltung durch die RNase-H1 zu unterstützen; wobei: der erste Teil wenigstens 6 Nukleotide umfasst und in dem Oligonukleotid so angeordnet ist, dass wenigstens eines der 6 Nukleotide 8 bis 12 Nukleotide vom 3'-Ende des Oligonukleotids liegt; der erste Teil wenigstens eine 5'-CA-3'-Nukleotidsequenz umfasst, die 8 bis 12 Nukleotide vom 3'-Ende des Oligonukleotids angeordnet ist; und jedes der Nukleotide des ersten Teils unabhängig ein 2'-CN-Arabinonukleotid, ein 2'-Cl-Arabinonukleotid, ein 2'-Br-Arabinonukleotid, ein 2'-N3-Arabinonukleotid, ein 2'-OH-Arabinonukleotid, ein 2'-O-CH3-Arabinonukleotid oder ein 2'-Dehydro-2'-CH3-Arabinonukleotid ist.A mixed sequence oligonucleotide comprising at least 12 nucleotides and having a 3 'end and a 5' end and divided into a first part and another part, said first part being capable of cleaving a complementary target RNA support human RNase H1 polypeptide, the remainder being incapable of supporting cleavage by RNase H1; wherein: the first part comprises at least 6 nucleotides and in which oligonucleotide is arranged such that at least one of the 6 nucleotides is 8 to 12 nucleotides from the 3 'end of the oligonucleotide; the first part comprises at least one 5'-CA-3 'nucleotide sequence located 8 to 12 nucleotides from the 3' end of the oligonucleotide; and each of the nucleotides of the first part independently is a 2'-CN arabinonucleotide, a 2'-Cl arabinonucleotide, a 2'-Br-arabinonucleotide, a 2'-N 3 arabinonucleotide, a 2'-OH-arabinonucleotide 2'-O-CH 3 arabinonucleotide or a 2'-dehydro-2'-CH 3 arabinonucleotide. Oligonukleotid nach Anspruch 7, worin jedes der Nukleotide des ersten Teils unabhängig ein 2'-F-Arabinonukleotid, ein 2'-OH-Arabinonukleotid oder ein 2'-O-CH3-Arabinonukleotid ist.The oligonucleotide of claim 7, wherein each of the nucleotides of the first part is independently a 2'-F arabinonucleotide, a 2'-OH arabinonucleotide or a 2'-O-CH 3 arabinonucleotide. Oligonukleotid nach Anspruch 7, worin jedes der Nukleotide des ersten Teils unabhängig ein 2'-F-Arabinonukleotid oder ein 2'-ON-Arabinonukleotid ist.An oligonucleotide according to claim 7, wherein each of the nucleotides independent of the first part a 2'-F-arabinonucleotide or a 2'-ON-arabinonucleotide is. Oligonukleotid nach Anspruch 1, worin die Nukleotide des ersten Teils zusammen in der kontinuierlichen Sequenz verknüpft sind durch Phosphat-, Phosphorthioat-, Phosphordithioat- oder Boranphosphat-Bindungen.An oligonucleotide according to claim 1, wherein the nucleotides of the first part are linked together in the continuous sequence by phosphate, phosphorothioate, phosphorodithioate or borane phosphate bonds. Oligonukleotid nach Anspruch 1, worin der weitere Teil eine Vielzahl von Nukleotiden einschließt, wobei wenigstens einige von den Nukleotiden eine 2'-Substituentengruppe umfassen, worin jede Substituentengruppe unabhängig Hydroxyl, C1-C20-Alkyl, C2-C20-Alkenyl, C2-C20-Alkynyl, Halogen, Amino, Thiol, Keto, Carboxyl, Nitro, Nitroso, Nitril, Trifluormethyl, Trifluormethoxy, O-Alkyl, O-Alkenyl, O-Alkynyl, S-Alkyl, S-Alkenyl, S-Alkynyl, NH-Alkyl, NH-Alkenyl, NH-Alkynyl, N-Dialkyl, O-Aryl, S-Aryl, NH-Aryl, O-Aralkyl, S-Aralkyl, NH-Aralkyl, N-Phthalimido, Imidazol, Azid, Hydrazin, Hydroxylamin, Isocyanat, Sulfoxid, Sulfon, Sulfid, Disulfid, Silyl, Aryl, Heterozyklus, carbozyklischen Ring, Interkalator, Reportermolekül, Konjugat, Polyamin, Polyamid, Polyalkylenglycol, oder Polyether ist; oder jede Substituentengruppe eine Formel I oder II hat:
Figure 01980001
worin Z0 O, S oder NH ist; J eine Einfachbindung, O oder C(=O) ist; E ein C1-C10-Alkyl, N(R1)(R2), N=C(R1)(R2) ist oder eine Formel III oder IV hat;
Figure 01990001
jedes R6, R7, R8, R9 und R10 unabhängig, Wasserstoff, C(O)R11, substituiertes oder unsubstituiertes C1-C10-Alkyl, substituiertes oder unsubstituiertes C2-C10-Alkenyl, substituiertes oder unsubstituiertes C2-C10-Alkynyl, Alkylsulfonyl, Arylsulfonyl, eine chemische funktionelle Gruppe oder Konjugatgruppe ist, worin die Substituentengruppen gewählt sind aus Hydroxyl, Amino, Alkoxy, Carboxy, Benzyl, Phenyl, Nitro, Thiol, Thioalkoxy, Halogen, Alkyl, Aryl, Alkenyl und Alkynyl; oder optional, R7 und R8 zusammen eine Phthalimidoeinheit mit dem Stickstoffatom bilden, an welches sie angehängt sind; oder optional, R9 und R10, zusammen eine Phthalimidoeinheit mit dem Stickstoffatom bilden, an welches sie angehängt sind; jedes R11 unabhängig substituiertes oder unsubstituiertes C1-C10-Alkyl, Trifluormethyl, Cyanoethyloxy, Methoxy, Ethoxy, t-Butoxy, Allyloxy, 9-Fluorenylmethoxy, 2-(Trimethylsilyl)-Ethoxy, 2,2,2-Trichlorethoxy, Benzyloxy, Butyryl, Isobutyryl, Phenyl oder Aryl ist; jedes R1 und R2 unabhängig, H, eine Stickstoffschutzgruppe, substituiertes oder unsubstituiertes C1-C10-Alkyl, substituiertes oder unsubstituiertes C2-C10-Alkenyl, substituiertes oder unsubstituiertes C2-C10-Alkynyl ist, worin die Substitution OR3, SR3, NH3 +, N(R3)(R4), Guanidino oder Acyl ist, worin das Acyl ein Säureamid oder ein Ester ist; oder R1 und R2, zusammen Stickstoffschutzgruppen sind oder in einer Ringstruktur vereint sind, die optional ein zusätzliches Neteroatom umfasst, das gewählt ist aus N und O; oder R1, T und L, zusammen eine chemische funktionelle Gruppe sind; jedes R3 und R4 unabhängig H, C1-C10-Alkyl, eine Stickstoffschutzgruppe oder R3 und R4 zusammen eine Stickstoffschutzgruppe sind; oder R3 und R4 in einer Ringstruktur verbunden sind, die optional ein zusätzliches Heteroatom umfasst, das gewählt ist aus N und O; Z4 OX, SX, oder N(X)2 ist; jedes X unabhängig H, C1-C9-Alkyl, C1-C9-Haloalkyl, C(=NH)N(H)R5, C(=O)N(H) R5 oder OC(=O)N(H)R5 ist; R5 H oder C1-C8-Alkyl ist; Z1, Z2 und Z3 ein Ringsystem mit etwa 4 bis etwa 7 Kohlenstoffatomen oder mit etwa 3 bis etwa 6 Kohlenstoffatomen und 1 oder 2 Heteroatomen umfasst, worin die Heteroatome gewählt sind aus Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel und worin das Ringsystem aliphatisch, ungesättigt aliphatisch, aromatisch, oder gesättigt oder ungesättigt heterozyklisch ist; Z5 Alkyl oder Haloalkyl mit 1 bis etwa 10 Kohlenstoffatomen, Alkenyl mit 2 bis etwa 10 Kohlenstoffatomen, Alkynyl mit 2 bis etwa 10 Kohlenstoffatomen, Aryl mit 6 bis etwa 14 Kohlenstoffatomen, N(R1)(R2)OR1, Halogen; SR1 oder CN ist; jedes q1, unabhängig, eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist; jedes q2, unabhängig, 0 oder 1 ist; q3 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist; q4 eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist; und q5 0, 1 oder 2 ist; vorausgesetzt, dass wenn q3 0 ist, q4 größer als 1 ist.
The oligonucleotide of claim 1, wherein the further moiety includes a plurality of nucleotides, wherein at least some of the nucleotides comprise a 2'-substituent group, wherein each substituent group is independently hydroxyl, C 1 -C 20 alkyl, C 2 -C 20 alkenyl, C 2 -C 20 alkynyl, halogen, amino, thiol, keto, carboxyl, nitro, nitroso, nitrile, trifluoromethyl, trifluoromethoxy, O-alkyl, O-alkenyl, O-alkynyl, S-alkyl, S-alkenyl, S- Alkynyl, NH-alkyl, NH-alkenyl, NH-alkynyl, N-dialkyl, O-aryl, S-aryl, NH-aryl, O-aralkyl, S-aralkyl, NH-aralkyl, N-phthalimido, imidazole, azide, Hydrazine, hydroxylamine, isocyanate, sulfoxide, sulfone, sulfide, disulfide, silyl, aryl, heterocycle, carbocyclic ring, intercalator, reporter molecule, conjugate, polyamine, polyamide, polyalkylene glycol, or polyether; or each substituent group has a formula I or II:
Figure 01980001
wherein Z 0 is O, S or NH; J is a single bond, O or C (= O); E is C 1 -C 10 alkyl, N (R 1 ) (R 2 ), N = C (R 1 ) (R 2 ), or has a formula III or IV;
Figure 01990001
each R 6 , R 7 , R 8 , R 9 and R 10 is independently hydrogen, C (O) R 11 , substituted or unsubstituted C 1 -C 10 alkyl, substituted or unsubstituted C 2 -C 10 alkenyl, substituted or unsubstituted C 2 -C 10 alkynyl, alkylsulfonyl, arylsulfonyl, a chemical functional group or conjugate group, wherein the substituent groups are selected from hydroxyl, amino, alkoxy, carboxy, benzyl, phenyl, nitro, thiol, thioalkoxy, halogen, alkyl, aryl Alkenyl and alkynyl; or optionally, R 7 and R 8 together form a phthalimido moiety with the nitrogen atom to which they are attached; or optionally, R 9 and R 10 together form a phthalimido moiety with the nitrogen atom to which they are attached; each R 11 is independently substituted or unsubstituted C 1 -C 10 alkyl, trifluoromethyl, cyanoethyloxy, methoxy, ethoxy, t-butoxy, allyloxy, 9-fluorenylmethoxy, 2- (trimethylsilyl) ethoxy, 2,2,2-trichloroethoxy, benzyloxy Is butyryl, isobutyryl, phenyl or aryl; each R 1 and R 2 is independently H, a nitrogen protecting group, substituted or unsubstituted C 1 -C 10 alkyl, substituted or unsubstituted C 2 -C 10 alkenyl, substituted or unsubstituted C 2 -C 10 alkynyl, wherein the substitution OR 3 , SR 3 , NH 3 + , N (R 3 ) (R 4 ), guanidino or acyl, wherein the acyl is an acid amide or an ester; or R 1 and R 2 together are nitrogen protecting groups or are combined in a ring structure optionally comprising an additional heteroatom selected from N and O; or R 1 , T and L together are a chemical functional group; each R 3 and R 4 are independently H, C 1 -C 10 alkyl, a nitrogen protecting group, or R 3 and R 4 together are a nitrogen protecting group; or R 3 and R 4 are joined in a ring structure optionally comprising an additional heteroatom selected from N and O; Z 4 is OX, SX, or N (X) 2 ; each X is independently H, C 1 -C 9 alkyl, C 1 -C 9 haloalkyl, C (= NH) N (H) R 5 , C (= O) N (H) R 5 or OC (= O) N (H) R 5 is; R 5 is H or C 1 -C 8 alkyl; Z 1 , Z 2 and Z 3 comprises a ring system of from about 4 to about 7 carbon atoms or from about 3 to about 6 carbon atoms and 1 or 2 heteroatoms wherein the heteroatoms are selected from oxygen, nitrogen and sulfur and wherein the ring system is aliphatic, unsaturated aliphatic, aromatic, or saturated or unsaturated heterocyclic; Z 5 is alkyl or haloalkyl of 1 to about 10 carbon atoms, alkenyl of 2 to about 10 carbon atoms, alkynyl of 2 to about 10 carbon atoms, aryl of 6 to about 14 carbon atoms, N (R 1 ) (R 2 ) OR 1 , halogen; SR is 1 or CN; each q 1 , independently, is an integer from 1 to 10; each q is 2 , independent, 0 or 1; q 3 is 0 or an integer from 1 to 10; q 4 is an integer from 1 to 10; and q is 0 5, 1 or 2; provided that q 3 is 0, q 4 is greater than 1.
Oligonukleotid nach Anspruch 1, worin jedes der Nukleotide des weiteren Teils unabhängig ein 2'-F-Ribonukleotid, ein 2'-O-(C1-C6-Alkyl)-Ribonukleotid oder ein 2'-O-(substituiertes C1-C6-Alkyl)-Ribonukleotid ist, worin die Substitution C1-C6-Ether, C1-C6-Thioether, Amino, Amino-(C1-C6-Alkyl) oder Amino-(C1-C6-Alkyl)2 ist.An oligonucleotide according to claim 1, wherein each of the nucleotides of the further part is independently a 2'-F ribonucleotide, a 2'-O- (C 1 -C 6 alkyl) ribonucleotide or a 2'-O- (substituted C 1 - C 6 alkyl) ribonucleotide, wherein the substitution is C 1 -C 6 ether, C 1 -C 6 thioether, amino, amino (C 1 -C 6 alkyl) or amino (C 1 -C 6 Alkyl) 2 . Oligonukleotid nach Anspruch 1, worin die Nukleotide des weiteren Teils zusammen in einer kontinuierlichen Sequenz vereint sind durch 3'-5'-Phosphodiester-, 2'-5'-Phosphodiester-, Sp-Phosphorthioat-, Rp-Phosphorthioat-, Phosphordithioat-, 3'-Deoxy-3'-Aminophosphoramidat, 3'-Methylenphosphonat, Methylen-(Methylimino)-, Dimethylhydrazino-, Amid 3-, Amid 4- oder Boranphosphat-Bindungen.An oligonucleotide according to claim 1, wherein the nucleotides the other part together in a continuous sequence are by 3'-5'-phosphodiester, 2'-5'-phosphodiester, Sp phosphorothioate, Rp phosphorothioate, Phosphorodithioate, 3'-deoxy-3'-amino phosphoramidate, 3'-methylene phosphonate, Methylene (methylimino), dimethylhydrazino, amide 3-, amide 4- or Bora phosphate bonds. Oligonukleotid nach Anspruch 1, worin wenigstens zwei der Nukleotide des weiteren Teils zusammen in einer kontinuierlichen Sequenz vereint sind, die zum ersten Teil 3'-positioniert ist.An oligonucleotide according to claim 1, wherein at least two of the nucleotides of the other part are taken together in a continuous sequence that is 3'-positioned to the first part. Oligonukleotid nach Anspruch 1, worin wenigstens zwei der Nukleotide des weiteren Teils zusammen in einer kontinuierlichen Sequenz vereint sind, die zum ersten Teil 5'-positioniert ist.An oligonucleotide according to claim 1, wherein at least two of the nucleotides of the other part together in a continuous Sequence are united, which is 5'-positioned for the first part. Oligonukleotid nach Anspruch 1, worin wenigstens zwei der Nukleotide des weiteren Teils zusammen in einer kontinuierlichen Sequenz vereint sind, die zum ersten Teil 3'-positioniert ist, und wenigstens zwei der Nukleotide des weiteren Teils zusammen in einer kontinuierlichen Sequenz vereint sind, die zum ersten Teil 5'-positioniert ist.An oligonucleotide according to claim 1, wherein at least two of the nucleotides of the other part together in a continuous Sequence, which is 3'-positioned to the first part, and at least two the nucleotides of the further part together in a continuous Sequence are united, which is 5'-positioned for the first part. Oligonukleotid nach Anspruch 1, worin wenigstens vier der Nukleotide des weiteren Teils zusammen in einer kontinuierlichen Sequenz vereint sind, die zum ersten Teil 3'-positioniert ist.An oligonucleotide according to claim 1, wherein at least four of the nucleotides of the other part together in a continuous Sequence are united, the first part is 3'-positioned. Oligonukleotid nach Anspruch 1, worin wenigstens vier der Nukleotide des weiteren Teils zusammen in einer kontinuierlichen Sequenz vereint sind, die zum ersten Teil 5'-positioniert ist.An oligonucleotide according to claim 1, wherein at least four of the nucleotides of the other part together in a continuous Sequence are united, which is 5'-positioned for the first part. Oligonukleotid nach Anspruch 1, worin wenigstens vier der Nukleotide des weiteren Teils zusammen in einer kontinuierlichen Sequenz vereint sind, die zum ersten Teil 3'-positioniert ist, und wenigstens vier der Nukleotide des weiteren Teils zusammen in einer kontinuierlichen Sequenz vereint sind, die zum ersten Teil 5'-positioniert ist.An oligonucleotide according to claim 1, wherein at least four of the nucleotides of the other part together in a continuous Sequence, which is 3'-positioned to the first part, and at least four the nucleotides of the further part together in a continuous Sequence are united, which is 5'-positioned for the first part. Oligonukleotid nach Anspruch 1, worin das Oligonukleotid ein chimäres Oligonukleotid mit gemischter Sequenz ist.The oligonucleotide of claim 1, wherein the oligonucleotide a chimera Is a mixed sequence oligonucleotide. Oligonukleotid nach Anspruch 1 oder 20, worin das Oligonukleotid 8 bis 25 Nukleotide umfasst.An oligonucleotide according to claim 1 or 20, wherein the Oligonucleotide comprises 8 to 25 nucleotides. Verfahren, umfassend das Kontaktieren eines Oligonukleotids nach Anspruch 1 mit RNA oder DNA in vitro.A method comprising contacting an oligonucleotide according to claim 1 with RNA or DNA in vitro. Verfahren, umfassend das Kontaktieren eines Oligonukleotids nach Anspruch 4 mit RNA oder DNA in vitro.A method comprising contacting an oligonucleotide according to claim 4 with RNA or DNA in vitro. Verfahren, umfassend das Kontaktieren eines Oligonukleotids nach Anspruch 5 mit RNA oder DNA in vitro.A method comprising contacting an oligonucleotide according to claim 5 with RNA or DNA in vitro. Verfahren, umfassend das Kontaktieren eines Oligonukleotids nach Anspruch 7 mit RNA oder DNA in vitro.A method comprising contacting an oligonucleotide according to claim 7 with RNA or DNA in vitro. Verfahren, umfassend das Kontaktieren eines Oligonukleotids nach Anspruch 20 mit RNA oder DNA in vitro.A method comprising contacting an oligonucleotide according to claim 20 with RNA or DNA in vitro. Verfahren, umfassend das Kontaktieren eines Oligonukleotids nach Anspruch 21 mit RNA oder DNA in vitro.A method comprising contacting an oligonucleotide according to claim 21 with RNA or DNA in vitro. Verfahren, umfassend das Kontaktieren eines Oligonukleotids nach Anspruch 1 mit RNA oder DNA in einer Zellanalyse.A method comprising contacting an oligonucleotide according to claim 1 with RNA or DNA in a cell analysis. Verfahren, umfassend das Kontaktieren eines Oligonukleotids nach Anspruch 4 mit RNA oder DNA in einer Zellanalyse.A method comprising contacting an oligonucleotide according to claim 4 with RNA or DNA in a cell analysis. Verfahren, umfassend das Kontaktieren eines Oligonukleotids nach Anspruch 5 mit RNA oder DNA in einer Zellanalyse.A method comprising contacting an oligonucleotide according to claim 5 with RNA or DNA in a cell analysis. Verfahren, umfassend das Kontaktieren eines Oligonukleotids nach Anspruch 7 mit RNA oder DNA in einer Zellanalyse.A method comprising contacting an oligonucleotide according to claim 7 with RNA or DNA in a cell analysis. Verfahren, umfassend das Kontaktieren eines Oligonukleotids nach Anspruch 20 mit RNA oder DNA in einer Zellanalyse.A method comprising contacting an oligonucleotide according to claim 20 with RNA or DNA in a cell analysis. Verfahren, umfassend das Kontaktieren eines Oligonukleotids nach Anspruch 21 mit RNA oder DNA in einer Zellanalyse.A method comprising contacting an oligonucleotide of claim 21 with RNA or DNA in a cell analysis.
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